遗传算法的编码理论与应用

编码是遗传算法求解问题的前提,文章分析了二进制编码、格雷码编码、实数编码、符号编码、排列编码、二倍体编码、DNA编码、混合编码、二维染色体编码或矩阵编码等编码的实质内容,在树编码和可变长编码基础上阐述了自适应编码的基本理论,提出了基于相似度的可变长编码和基于结构的agent编码方式,给出了函数优化、TSP、KP、JSP、机器人路径规划、图的划分和倒立摆等典型优化问题的编码方案。     

基于GPU的网络编码并行优化算法研究

在组播通信网络中,在满足组播速率的前提下,如何使编码资源开销最小化即网络编码优化是一个NP难问题.针对现有基于基本遗传算法的网络编码优化的不足,提出基于GPU的并行遗传算法应用于网络编码优化.通过在不同的网络拓扑结构中进行仿真实验,结果表明提出的并行遗传算法能够在更短的时间内找到满意的编码方案,具有更高的性能.     

求包含多边形的最小圆的遗传算法

对求包含平面多边形的最小圆问题提出了一种基于遗传算法的求解方法.文章讨论了遗传算法求解过程中的编码方案,算法中的个体是圆,个体表现型是一个三元数（x,y,r）,其中x、y是圆心的两个坐标,r是圆半径,个体基因型编码方案对x,y采用二进制编码.文章还讨论了圆心的范围界定和适应度函数选取等方案,提出了加快收敛的方法.文章用实例验证了算法是有效的.     

求包含多边形的最小圆的遗传算法

对求包含平面多边形的最小圆问题提出了一种基于遗传算法的求解方法。文章讨论了遗传算法求解过程中的编码方案,算法中的个体是圆,个体表现型是一个三元数(x,y,r),其中x、y是圆心的两个坐标,r是圆半径,个体基因型编码方案对x,y采用二进制编码。文章还讨论了圆心的范围界定和适应度函数选取等方案,提出了加快收敛的方法。文章用实例验证了算法是有效的。     

面向网络应用的可伸缩性视频编码方案浅析

面向网络应用的可伸缩性视频编码方案是当前图像编码领域研究的热点,本文从分层的可伸缩性编码、多描述视频编码、精细的可伸缩性视频编码和渐进精细的可伸缩性编码等几个方面对各种研究方案进行了探讨和比较,并对可伸缩性视频编码方案研究的前景做了展望。     

基于LPDC码的分布式多进制相关信源编码

分布式信源编码是无线传感器网络领域研究的新热点,阐述了分布式编码的基础理论,介绍了应用于分布式编码的LDPC编码方法和多级编码方案,最后提出了一种基于LPDC码的分布式多级编码方案实现分布式多进制相关信源编码,并且比较了不同相关性下分布式多进制信源编码的性能。     

基于布尔型粒子群优化算法的网络编码优化

针对布尔型粒子群优化算法存在容易陷入局部极值和收敛速度慢的缺点,提出一种带扰动因子的自适应调整惯性权重和学习因子取1概率的布尔型粒子群优化算法,并把这种改进的布尔型粒子群优化算法用于网络编码的优化以得到具有最小编码边的编码方案.对两个人工拓扑进行优化得到的结果表明,基于布尔型粒子群优化算法最小化编码边方案的收敛速度和精度都优于基于遗传算法最小化编码边的方案的速度和精度,能有效用于网络编码的优化.     

ATM网络的视频编码

该文研究了ＡＴＭ网络环境下的视频压缩编码技术。给出了ＡＴＭ网络的视频压缩编码方案,它是以基于小波变换的分层编码和基于遗传算法的矢量量化技术为基础,其中主要讨论了视频的运动估计、优先级的分配和信元的构成、丢失信元的补偿和比特率的平滑及缓冲技术。     

一种新的基于区域的动态编码方案

为了提高查询效率，许多XML文档编码方案相继被提出。目前大部分编码方案并不能很好地支持文档更新。在分析比较现有编码方案的基础上，提出了一种新的动态编码方案(DNS)。该方案用实数表示XML文档树中的节点编码，能够利用连续数值间的区域为新插入的节点或子树编码，并能够根据文档的更新情况动态调整部分节点的编码。     

改进的遗传算法优化二维不规则图形排样

针对大规模零件和不规则石材下料优化排样问题,提出了改进的遗传算法优化排样方法.采取二进制与十进制混合编码的策略,既克服了单独使用二进制编码时,编码串太长且操作不方便的不足,又解决了十进制编码中相近的编码方案获得的材料利用率却相去甚远的问题;通过计算矢量图形的相似度,从而对图形群体进行分类,降低了遗传算法的时间复杂度.实验结果表明,该优化排样算法在时间复杂度和空间占有率上均优于传统的遗传算法优化排样.     

遗传算法的一种新颖编码研究

提出了一种新的基于N进制分部编码算子的遗传算法．该编码算子首先将每个基因值用N进制的浮点数表示，然后将其分为整数部分和小数部分，分别重新编码组成染色体；相应的选择、交叉、变异算子采用符号编码的思想，充分利用N进制浮点数的特点进行设计．在遗传算法开始阶段，该编码算子进行整数部分和小数部分的遗传操作，使得遗传算法在早期具有很强的全局搜索能力，避免陷入局部极值；在后期进行小数部分的遗传操作，使得遗传在后期具有很强的局部搜索能力，能够很快地搜索到全局极值．通过理论分析，证明了N进制分部编码算子与传统的浮点数编码和二进制编码算子相比具有优越性，并通过典型函数的仿真进行了验证．     

Tackling Real-Coded Genetic Algorithms: Operators and Tools for Behavioural Analysis

Genetic algorithms play a significant role, as search techniques forhandling complex spaces, in many fields such as artificial intelligence, engineering, robotic, etc. Genetic algorithms are based on the underlying genetic process in biological organisms and on the naturalevolution principles of populations. These algorithms process apopulation of chromosomes, which represent search space solutions,with three operations: selection, crossover and mutation.Under its initial formulation, the search space solutions are coded using the binary alphabet. However, the good properties related with these algorithms do not stem from the use of this alphabet; other coding types have been considered for the representation issue, such as real coding, which would seem particularly natural when tackling optimization problems of parameters with variables in continuous domains. In this paper we review the features of real-coded genetic algorithms. Different models of genetic operators and some mechanisms available for studying the behaviour of this type of genetic algorithms are revised and compared.     

联合编码开销与安全性能的网络编码优化方案

网络编码技术在提高网络吞吐量和传输效率等方面具有很大优势,但该技术需要在节点处进行额外编码操作,增加了编码开销。针对在保证最大多播速率的前提下,降低编码开销的同时兼顾网络编码安全程度的问题,现提出一种联合编码开销与安全性能的网络编码优化方案。该方案首先在基于预选择机制的小生境遗传算法的基础上加入了预处理机制。其次,构建了新的适应度函数。最后采用了一种更科学的种群规模的确定方式。仿真结果表明,该算法比传统的基于遗传算法的网络编码优化方案在收敛时间、进化代数、编码开销和安全程度四个方面更具优势。     

基于二维可变邻域编码方式的混合遗传算法

针对现有混合遗传算法无法兼顾有效性及高效性的问题,提出一种基于二维可变邻域编码方式的新型混合遗传算法(VNHGA)。首先提出了一种将个体“基因型”与“邻域型”分开编码、同步遗传的新型编码方式,以替换传统二进制编码方式;然后设计了一种稳定变异算子,以替换传统变异算子来提高效率。通过多维函数最小值问题对VNHGA进行测试:首先验证采用所提二维可变邻域编码方式后,使用“鲍德温(Baldwin)效应”作为将局部搜索嵌入传统遗传算法策略时,相对于基于“拉马克(Lamarckian)进化”的嵌入策略,仍然具有采用传统二进制编码方式时的特性,即具有良好有效性但高效性不足;其次验证引入稳定变异算子后,算法在保持其有效性的同时提升了效率,运行时间缩短到之前的50%左右;最后,与两种改进混合遗传算法进行比较,验证所提算法优势。结果表明VNHGA兼具有效性与高效性特点,可用于解决最优化问题。     

Distributed video coding with adaptive two-step side information generation for smart and interactive media

Conventional video coding standards, such as MPEGx and H.26x, use a hybrid architecture of block-based motion compensation and discrete cosine transform (DCT) within the structure of a complex encoder and a simple decoder. Contrary to conventional video codecs, Wyner-Ziv (WZ) video coding, which is a practical application of distributed video coding (DVC) based on the Slepian-Wolf and WZ theorems, exploits the source correlation at the decoder, thereby allowing for the development of simpler encoders. However, the current WZ video coding algorithms cannot match the coding performance of conventional video coding. In order to improve the coding performance of transform-domain WZ video coding, an adaptive two-step side-information generation method is thus proposed for evaluation and analysis in this study. The proposed method uses decoded WZ frames in the down-sampled spatial resolution along with already decoded coefficients to successively improve rate-distortion (RD) performance as the decoding progresses. The experimental results show that the proposed method, compared to previous WZ video coding method, shows improved coding performance, particularly under critical conditions, such as cases with high motion content.     

MSN网络的优化问题研究

研究了由MSN节点组成的应用层组播网络,讨论了度约束最小直径生成树(D-MDST)问题,并给出了求解该问题的BCT算法。提出了一种新的生成树编码方法——过程控制编码,该编码将启发式算法与遗传算法结合起来且具有编码简单、译码方便、适用常规遗传算子等优点。给出了基于该种编码的遗传算法,并将BCT算法作为过程控制编码的译码器。仿真结果表明了该遗传算法的有效性。     

基于三维编码遗传算法的货币流通问题的研究

论文采用三维编码方式及相应的遗传算子构成的遗传算法求解货币流通问题。首先根据现实生活情况对货币流通系统中的找零钱问题建立了相应的数学模型,然后采用三维编码方式的遗传算法对问题进行求解,并给出了一个算法求解实例。实验表明文中采用的遗传优化算法切实可行,有较高的搜索效率。     

一种基于种群多样度的实数编码并行遗传算法

为了改善遗传算法的收敛性能,提出了一种基于个体适应度的种群多样性度量函数,恰当地反映了遗传算法的进化阶段,预报了早熟收敛的趋势. 设计了基于种群多样度函数的迁移算子和交叉算子,并对交叉、变异概率等进行了动态调整,构成了具有多层迁移特点的实数编码并行遗传算法. 通过和其他优秀遗传算法对测试函数的验证比较,结果表明,该算法对于解决遗传算法中早熟、收敛速度慢等问题具有优越的性能.     

两种基于对象的嵌入式小波图像编码算法比较分析

为进一步研究现有基于对象的图像压缩技术,介绍两种基于对象的嵌入式小波图像编码算法——基于对象的集合分裂嵌入块（0bject-Based Set Partitioned Embedded bloCK,OB—SPECK）编码算法和基于k—d树的二元集合分裂（Binary Set Splitting with k—d trees,BISK）编码算法,并进行比较分析、结果表明两种算法在集合分裂方案、对透明因数的处理方法及算法复杂度上有不同之处．在Matlab中进行的仿真实验表明,在对任意形状对象进行编码时,BISK编码算法在算法性能和图像压缩质量上较OB—SPECK编码算法更优．     

基于实数编码的广义遗传算法及其在优化问题中的应用

对遗传算法中一些具有代表性的算法作了简要分析和评论，在此基础上将实数编码引入广义遗传算法，给出了一个算法框架，设计了相应的遗传操作方法，并将该算法应用于函数优化问题和神经网络训练问题，数值算例表明，该方法具有全局优化功能和快速收敛特性，对于求解复杂优化问题具有广泛的适用性。