一种精英反向学习的粒子群优化算法

为解决传统粒子群优化算法易出现早熟的不足,提出了精英反向学习策略,引入精英粒子,采用反向学习生成其反向解,扩大搜索区域的范围,可增强算法的全局勘探能力.同时,为避免最优粒子陷入局部最优而导致整个群体出现搜索停滞,提出了差分演化变异策略,采用差分演化算法搜索最优粒子的邻域空间,可增强算法的局部开采能力.在14个测试函数上将本文算法与多种知名的PSO算法进行对比,实验结果表明本文算法在解的精度与收敛速度上更优.     

基于改进差分演化的高效图像分割算法

差分演化算法的实现简单有效,但其搜索能力较弱,对此提出一种基于贝塔分布的控制参数动态设置策略以提高差分演化的优化效果,并将其应用于图像分割问题。首先,将图像的直方图按强度分为两类,并按类内方差、类间方差与总方差总结为待优化的目标函数;然后,使用改进的差分演化算法搜索图像分割目标函数的最优解,其中在每轮迭代中使用贝塔分布动态的设置控制参数。仿真实验表明,该方法获得了较好的优化结果,并获得了较好的图像分割效果。     

两阶段动态多粒子群协作优化

为了解决粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）容易陷入到局部最优的问题,提出一种两阶段动态多粒子群协作优化算法.算法中包含一个主粒子群和多个从粒子群,每个从粒子群都搜索部分问题域,主粒子群协调各从粒子群向最优解收敛并获得搜索到的最优解.在第一阶段,在粒子少的问题域产生新的从粒子群,从而确保粒子比较好地覆盖问题域.在第二阶段,删除同一子区域中位置重叠的从粒子群,减少搜索时间.用五个测试函数与两层粒子群优化（Two-layer Particle Swarm Optimization,TLPSO）进行了比较,结果表明此算法能在高维多峰函数优化时获得更好的解.     

基于Memetic算法的电路演化设计研究

 针对传统演化算法在设计数字逻辑电路时存在的演化速度缓慢和容易陷入局部最优解等问题,设计了一种Cartesian进化编程编码的电路演化Memetic算法,采用遗传算法作为全局搜索方法,并设计了适合电路演化的基本门种类局部搜索策略.通过一位全加器电路证明所提出的Memetic硬件演化算法的搜索能力,实验证明所提出的算法能够有效地完成进化任务,具有较强的全局快速和局部搜索能力.     

基于改进演化策略的图像FCM聚类分割方法

提出图像分割算法在充分利用演化策略全局搜索能力的基础上，根据图像的灰度分布，按照模糊聚类的分割策略实现图像的分割。为了保证搜索到更优解，提出了一种新的演化策略改进方法，以提高其全局寻优能力，并将其应用到分割算法。实验结果表明，算法的分割效果很好。     

一种基于动态遗传算法的聚类新方法

 如何确定聚类数目一直是聚类分析中的难点问题.为此本文提出了一种基于动态遗传算法的聚类新方法,该方法采用最大属性值范围划分法克服划分聚类算法对初始值的敏感性,并运用两阶段的动态选择和变异策略,使选择概率和变异率跟随种群的聚类数目一致性变化,先进行不同聚类数目的并行搜索,再获取最优的聚类中心.七组数据聚类实验证明该方法能够实现数据集最佳划分的自动全局搜索,同时搜索到最佳聚类数目和最佳聚类中心.     

基于改进的差异演化算法求解SVM反问题的研究

针对求解支持向量机反问题的效率较低,算法复杂度高以及运用传统方法求解该问题容易陷入局部最优出现早熟收敛的问题,提出一种基于改进差异的差异演化算法。该算法在标准差异演化算法的基础上利用种群分类机制对算法进行改进,对改进后的算法与标准差异演化算法和K-means聚类算法进行实验设计,并对算法最终实验结果进行分析,改进的差异演化算法除在运行时间外,结果对比以及最大间隔次数比都有明显的提升,有效地保护处于最优解区域但是适应值低的个体,能够提高算法局部搜索能力,有助于算法实现全局收敛。实验结果表明,改进的差异演化算法在求解SVM反问题上能有明显的提升。     

融合改进人工蜂群和K均值聚类的图像分割

针对人工蜂群优化的K均值算法易陷入局部最优、搜索精度不够、分割图像不够细致等问题,本文融合自适应人工蜂群和K均值聚类,提出了一种新的图像分割算法。算法首先利用距离最大最小乘积对种群进行初始化;其次采用自适应搜索参数动态调整邻域搜索范围,使人工蜂群算法快速收敛于全局最优;然后将人工蜂群输出的所有蜜源进行K均值聚类,克服K均值聚类结果对初始聚类中心的依赖,再将聚类划分结果进行Powell局部搜索,加快算法收敛的速度,将得到的新聚类中心更新蜂群中蜜源位置。最后,将本文算法与其他两种同类分割算法进行试验对比。实验结果表明:与其他两种算法相比,本文提出的分割算法在保证运行时间的前提下,分割准确率比其他两种算法分别至少提高了3.5%和4.8%,表现出了较高的分割质量。     

改进人工蜂群优化的K均值图像分割算法

K均值聚类在图像分割时精度较低且缺乏稳定性.人工蜂群算法在对K均值聚类进行优化后存在算法效率不高的缺点.针对以上问题,提出一种改进人工蜂群和K均值聚类的图像分割算法IABC-K.根据人工蜂群算法在蜜源更新和蜜源开采阶段的不同特点,对人工蜂群算法进行了改进.在蜜源更新阶段,采用了最优适应度关联的自适应邻域搜索机制,提高了蜜源更新速度;在蜜源开采阶段,采用了最优适应度关联的线性递减邻域搜索策略,提高了蜜源开采质量.实验结果表明:IABC-K算法在质量、效率和稳定性方面均优于其它类似算法.IABC-K算法可应用在质量和性能要求较高的图像处理领域.     

基于遗传-细菌觅食组合算法的非线性模型优化

文中提出一种遗传-细菌觅食组合优化算法以解决非线性模型优化问题。该方法先使用遗传算法进行全局搜索,并缩小最优解的搜索范围;再使用细菌觅食优化算法在该局部范围内执行局部搜索。这种组合搜索策略可以增强算法的收敛性,并能有效地均衡全局搜索和局部搜索。文中利用单峰、多峰和复杂多峰等非线性函数模型验证所提算法的性能。实验结果表明,组合算法的计算精度和效率分别比遗传算法和细菌觅食优化算法提高了30%和50%,表明该组合算法具有更快的收敛速度,更高的求解精度,适用于大规模多极值的非线性问题。     

均衡单进化布谷鸟算法

针对布谷鸟算法采用整体评价策略处理多维度自变量相关优化问题时,维度耦合现象会恶化算法的搜索速度和收敛精度,提出均衡单进化的布谷鸟算法（ESCES）.该算法给出一种新型的均衡单进化函数评价策略,即每一代进化只随机更新目标函数的单个维度,并且随机更新的维度服从均匀分布,避免多维度之间互相干扰.同时,提出两种新型随机游动步长更新学习律,提高了优化算法的全局搜索速度和收敛精度.实验测试结果和显著性统计结果表明,ESCES算法与5个改进CS算法及7个其它最新智能优化算法相比,在全局寻优性能、搜索速度和收敛精度上均获得较大的改进.     

自适应遗传灰狼优化算法求解带容量约束的车辆路径问题

带容量约束的车辆路径问题是NP难的组合优化问题,精确算法无法在合理的时间内得到有效的解.本文提出了一种采用灰狼空间整数编码和先路由后分组解决方案生成策略的自适应遗传灰狼优化算法用于求解带容量约束的车辆路径问题.该算法提出了移动平均自适应灰狼更新策略和灰狼基因遗传策略提高全局收敛能力,同时提出带3-opt的劣势点启发邻域搜索策略来增强算法的全局和局部搜索能力.实验结果表明：所提出算法具有较高的计算精度和较强的寻优能力,有较高的鲁棒性,通过与自适应扫描和速度推测粒子群优化算法、K均值聚类和灰狼优化混合算法、大邻域搜索和蚁群优化混合算法、基于精英选择的多种群人工蜂群算法、基于集覆盖的扩展节省算法、混合变邻域生物共栖搜索算法等6个算法对比证明了算法的有效性.     

一种新的语音LSF矢量量化码书优化算法

LSF(线谱频率)码书的性能对合成语音质量有着重要影响.经典的LBG算法容易陷入局部最优,而目前的一些码书进化算法搜索空间较大、搜索效率不明显.本文提出了一种新型的基于对LSF矢量空间进行拉伸变化的混合进化码书优化算法.该算法编码空间与矢量同维,相对较小,便于优化操作.算法中引入EP中的变异操作对PSO位置、速度矢量进行控制,以提高优化搜索算法的效率.实验结果表明,本文算法有效地改善了码书性能.     

Introducing the fractional-order Darwinian PSO

One of the most well-known bio-inspired algorithms used in optimization problems is the particle swarm optimization (PSO), which basically consists on a machine-learning technique loosely inspired by birds flocking in search of food. More specifically, it consists of a number of particles that collectively move on the search space in search of the global optimum. The Darwinian particle swarm optimization (DPSO) is an evolutionary algorithm that extends the PSO using natural selection, or survival of the fittest, to enhance the ability to escape from local optima. This paper firstly presents a survey on PSO algorithms mainly focusing on the DPSO. Afterward, a method for controlling the convergence rate of the DPSO using fractional calculus (FC) concepts is proposed. The fractional-order optimization algorithm, denoted as FO-DPSO, is tested using several well-known functions, and the relationship between the fractional-order velocity and the convergence of the algorithm is observed. Moreover, experimental results show that the FO-DPSO significantly outperforms the previously presented FO-PSO.     

GWO与ABC的混合优化算法及其聚类优化

灰狼优化算法（Grey Wolf Optimizer,GWO）和人工蜂群算法（Artificial Bee Colony,ABC）是两种流行且高效的群智能优化算法.GWO具有局部搜索能力强等优势,但存在全局搜索能力弱等缺陷;而ABC具有全局搜索能力强等优点,但存在收敛速度慢等不足.为实现二者优势互补,提出了一种GWO与ABC的混合算法（Hybrid GWO with ABC,HGWOA）.首先,使用静态贪心算法替代ABC雇佣蜂阶段中的动态贪心算法来强化探索能力,同时为弥补其收敛速度降低的不足,提出一种新型的搜索蜜源方式;然后,去掉影响收敛速度的侦查蜂阶段,在雇佣蜂阶段再添加反向学习策略,以避免搜索陷入局部最优;最后,为了平衡以上雇佣蜂阶段的探索能力,在观察蜂阶段,自适应融合GWO,以便增强开采能力和提高优化效率.大量的函数优化和聚类优化的实验结果表明,与state-of-the-art方法相比,HGWOA具有更好的优化性能及更强的普适性,且能更好地解决聚类优化问题.     

遗传算法多极值函数优化及其在MUSIC算法中的应用

本文就遗传算法解决多极值函数优化问题的方法进行了分析总结,提出了一种基于多生境排挤机制的改进算法,并将其应用到ＭＵＳＩＣ谱的谱峰搜索过程中。实验证明,改进后的方法较原算法计算效率更高,能够在一次搜索过程中同时确定目标函数多个极值点的位置。对于ＭＵＳＩＣ谱谱峰搜索问题,计算量较等步长遍历搜索节省在两个数量级以上．     

采用搜索趋化策略的布谷鸟全局优化算法

布谷鸟搜索算法是一种基于莱维飞行搜索策略的新型智能优化算法.单一的莱维飞行随机搜索更新策略存在全局搜索性能不足和寻优精度不高等缺陷.为了解决这一问题,本文提出了一种改进的布谷鸟全局优化算法.该算法的主要特点在于以下三个方面:首先,采用全局探测和模式移动交替进行的模式搜索趋化策略,实现了布谷鸟莱维飞行的全局探测与模式搜索的局部优化的有机结合,从而避免盲目搜索,加强算法的局部开采能力;其次,采取自适应竞争机制动态选择最优解数量,实现了迭代过程搜索速度和解的多样性间的有效平衡;最后,采用优势集搜索机制,实现了最优解的有效合作分享,强化了优势经验的学习.对52个典型测试函数实验结果表明,本文算法不仅寻优精度和寻优率显著提高,鲁棒性强,且适合于多峰及复杂高维空间全局优化问题.本文算法与最新提出的改进的布谷鸟优化算法以及其它智能优化策略相比,其全局搜索性能与寻优精度更具优势,效果更好.     

Design of two-dimensional IIR digital filters by using a novel hybrid optimization algorithm

This paper proposes a hybrid optimization algorithm named as BBO–PSO, which is a combination of biogeography-based optimization (BBO) and particle swarm optimization (PSO). In BBO–PSO, the whole population will be split into several subgroups and BBO is employed for local search in each subgroup independently to achieve the different local optima while PSO is employed for global search based on the local optima to achieve the global optimum. The test results on the benchmark functions show that BBO–PSO has powerful search ability with great robustness. Furthermore, the proposed algorithm is applied to the design of the 2-D IIR digital filters and the simulation results show that it outperforms the existing methods on this problem.