角度编码染色体量子遗传算法

为了进一步减少QGA应用中的存储量,并提高其搜索效率,本文提出了一种新型角度编码染色体量子遗传算法.该算法基于量子比特在二维Hilbert空间上的极坐标表示,以角度编码染色体使原有量子染色体的基因位由复数对变成一个实数,存储量大大减少.同时,染色体的更新过程和基因位的变异过程都由矩阵与向量相乘简化成了角度加减,相应的染色体观察方式也由概率对比简化成了角度对比.这些措施的应用使算法在存储性能和时间性能上都有了极大的提高.实验结果表明,角度编码染色体量子遗传算法是一种十分有效的寻优算法,其性能较QGA有了明显的提高.     

一种改进的混合量子遗传算法

提出了一种改进的混合量子遗传算法(IHQGA),该算法首先在量子个体上实施量子交叉,这一操作有利于保留相对较好的基因段;其次,采用量子比特相位法更新量子门和自适应调整搜索网格的策略;最后,引入拟Newton算法进行局部搜索操作,使得种群的多样性强,解得的收敛精度高,收敛速度快;通过复杂函数测试标明此算法的优化质量和效率都强于传统遗传算法和量子遗传算法;另外,从理论上也证明了该算法以概率l收敛于全局最优解.     

一种新的混合量子进化算法

量子进化算法(QEA)用于多峰函数优化时,容易陷入局部最优.本文提出一种新的混合量子进化算法,通过双编码机制(经典二进制编码和量子概率编码),以及经典交叉和量子概率编码更新策略,实现了经典遗传算法与量子进化算法的有机结合,在发挥经典遗传算法全局优化能力的同时,利用量子概率搜索提高了算法的局部搜索能力.通过一组典型函数优化实验对该算法的性能进行了考察,并与QEA进行了比较.结果表明,本文算法在解的质量和收敛速度上都要优于QEA.     

自适应Bloch球面的量子遗传算法

在基于量子位Bloch坐标的量子遗传算法的基础上,提出一种自适应Bloch球面的量子遗传算法。该算法按两种方式自适应地选取Bloch球面的一部分进行搜索：沿经线方向选取和沿纬线方向选取,并在理论上证明了这两种选取方式都能够包含所求连续优化问题的所有可行解。在对选取的Bloch球面进行搜索时,提出了近似等面积搜索的方法,进而推导出两个相位转角大小之间的反比例关系,染色体的变异操作也作了相应的修改以适应选取区域的限制。实验表明该算法在搜索能力方面与基于量子位Bloch坐标的量子遗传算法基本相当,但优化效率方面有明显提高。     

基于多链拓展编码方案的量子遗传算法

为了提高量子遗传算法的性能,提出了一种基于多链拓展编码方案的量子遗传算法。根据编码方案,将每个量子位分解为多个并列的基因,有效地拓展了搜索空间;结合编码方案提出量子更新策略,并引入了动态调整旋转角机制对个体进行更新,使用量子非门变异策略实现量子变异。仿真实验中,分析了使用不同变异概率[0,0.1,…,0.9,1]时对算法性能的影响,对比了分别使用普通量子遗传算法、双链编码方案、三链编码方案以及四链编码方案的量子遗传算法在优化函数极值问题时算法的性能。实验结果证明,通过增加基因链可以显著提高算法的性能,多链拓展编码方案可以提高量子遗传算法的性能,是有效的。     

多宇宙并行量子衍生遗传算法研究

将量子的多宇宙特性和遗传算法相结合,提出了多宇宙并行量子衍生遗传算法。算法中将种群分成若干个独立的子群体,称为宇宙。给出了不同宇宙数量下的并行拓朴结构,提出了宇宙内采用量子旋转门演化和量子变异,宇宙间采用移民和量子交叉的两种信息交互方式,能有效克服早熟收敛现象,使得搜索效率和搜索能力得到更进一步提高。典型函数优化实验验证了该文所提算法的有效性。     

一种新的自适应量子遗传算法研究

传统的量子遗传算法是基于二进制编码进行的,每次计算需要进行编码和解码操作,影响了算法的效率。针对这一问题,提出了实数编码的自适应量子遗传算法（RQGA）。首先运用实数和量子比特共同编码,并采用自适应频率的临近算符对编码进行更新,而后运用自适应转角策略更新量子比特串,以保证算法保持搜索性能和求解性能的平衡。最后分别采用二进制遗传算法、二进制量子遗传算法以及实数和量子比特共同编码的自适应量子遗传算法对Schaffer’f6函数进行测试对比,结果表明,实数和量子比特共同编码的自适应量子遗传算法无论在收敛速度还是收敛精度方面都体现了较好的优越性。     

基于改进多生境排挤算法的量子遗传算法

针对量子遗传算法在复杂连续函数优化中存在着收敛速度慢、易陷入局部最优的缺陷,提出一种基于改进多生境拥挤算法的量子遗传算法。基本思想是:在保留多生境排挤算法搜索速度较快这一优势的同时,引入聚类分析,提高其搜索能力,然后将改进的多生境排挤算法引入量子遗传算法。仿真实验结果显示,多生境排挤量子遗传算法与基本量子遗传算法相比较,在全局收敛性和收敛速度方面有了一定程度的改进和提高。     

求解路由选择问题的改进量子遗传算法

网络中存在许多设计和优化问题,其中相当一部分属于NP类型,传统的解法由于计算复杂度过大而失效;提出了一种求解路由选择问题的改进量子遗传算法（IQGA）,该算法首先在量子个体上实施量子交叉,这一操作有利于保留相对较好的基因段;其次,采用量子比特相位法更新量子门和自适应调整搜索网格的策略;最后,进行局部搜索操作策略,使得种群的多样性强,解得收敛精度高,收敛速度快;通过路由选择实验标明此算法的质量和效率都强于传统的遗传算法,并且具有较强的实用性和鲁棒性。     

量子遗传算法的变尺度混沌优化策略研究*

针对量子遗传算法（QGA）易陷入局部极值、具有早熟收敛等问题,分析了QGA的流程,从全局搜索和局部搜索两个层面探讨了QGA的改进策略,提出了一种新的算法。该算法利用混沌运动的遍历性和随机性进行全局搜索,同时利用梯度信息对QGA的量子更新过程环节进行优化。典型函数测试分析表明,该方法的综合性能明显优于量子遗传算法及遗传算法。     

基于多目标扩展通用Toffoli门的量子比较器设计

利用多目标扩展通用Toffoli门,提出了经典量子信息比较器的设计构造方法,并对其正确性进行了理论证明,在此基础之上,给出了量子比较器在简单搜索问题中的一个应用。与其它同类量子比较器相比,此比较器通过减少使用辅助位来节约相关量子资源;通过设置多目标扩展通用Toffoli门的控制条件,使得在比较出结果后剩余的门不再起作用,从而提高了运行效率,降低了出错率,增强了比较器的鲁棒性。     

一种基于云模型的改进型量子遗传算法*

针对量子遗传算法在函数优化中易陷入局部最优和早熟收敛等缺点,采用云模型对其进行改进,采用量子种群基因云对种群进化进行定性控制,采用基于云模型的量子旋转门自适应调整策略进行更新操作,使算法在定性知识的指导下能够自适应控制搜索空间范围,能在较大搜索空间条件下避开局部最优解。典型函数对比实验表明,该算法可以避免陷入局部最优解,能提高全局寻优能力,同时能以更快的速度收敛于全局最优解,优化质量和效率都要优于遗传算法和量子遗传算法。     

基于改进量子遗传算法的入侵检测特征选择

针对入侵检测前必须分析输入散据的特征以及检测中数据维数较高的问题,根据入侵检测的特点,将特征选择问题作为优化问题来考虑,采用量子遗传算法对特征进行选择,充分利用其并行处理及全局搜索能力,提高数据分类质量、降低问题规模、消除冗余属性、加快数据处理速度;在KDD CUP1999数据集上进行实验,结果表明与遗传算法以及粒子群算法相比,该方法可以更有效地精简特征,提高分类质量.     

基于量子遗传算法的移动机器人的一种路径规划方法

以人工势场法和栅格法为基础,考虑到遗传算法的“收敛速度慢”和“早熟收敛”问题,提出了一种基于量子遗传算法的机器人路径规划方法。该方法采用栅格法进行路径规划,利用人工势场法控制移动机器人,利用量子遗传算法选择最优或次优个体,并且引入双适应度评价函数评价进化个体,为最优或次优个体进入下一代提供了保障。仿真实验表明,该方法的寻优能力及稳定性均优于遗传算法和量子遗传算法,且具有更好的收敛性以及更强的连续空间搜索能力,适于求解复杂优化问题。     

一种改进的量子遗传算法及其应用

针对基于Bloch球面坐标编码的量子遗传算法应用中的优化效率低和局部寻优较差能力问题,提出2点改进措施：在比较种群的基础上将局部搜索与全局搜索相结合;依据三链特性将搜索空间扩展为3Bloch球面空间。将改进算法应用于多变量函数极值优化问题,仿真结果表明,该改进算法寻优代数小、收敛速度快、效率高,并且具有较好的种群多样性,验证了改进措施的有效性。     

基于量子遗传算法优化神经网络的入侵检测

针对入侵检测的效率及准确性问题,提出一种基于量子遗传算法优化神经网络的入侵智能检测模型,该模型基于量子遗传算法的全局搜索和神经网络局部精确搜索特性,将量子遗传算法和BP算法有机结合。利用改进的量子遗传算法优化BP神经网络的权重和阈值,使BP神经网络能快速准确地识别入侵,增强计算机网络安全。运用Matlab软件对该模型进行仿真。实验结果表明,与其他同类方法相比,该方法的检测率更高、误报率更低。     

边缘图像连通区域标记的算法研究和SoPC实现

针对二值边缘图像目标点较少的特点,提出了基于目标像素邻域的8方向生长区域标记算法.该算法充分利用了边缘图像的走向信息,提高了搜索效率,降低了堆栈空间消耗,消除了邻域反复扫描问题.     

基于方向优先和对向搜索的改进Dijkstra算法

传统Dijkstra算法在搜索最短路径时需要逐一遍历网络图中所有顶点,计算量大,占用存储空间大,搜索效率很低。因此,针对交通网络的空间特性和传统算法的不足,改进存储结构,采用“方向优先+对向搜索”相结合的搜索方法,以减少存储空间,缩小搜索范围,从而加快搜索速度,提高算法的搜索效率。实验数据表明：与传统算法相比,改进的算法能够更有效地搜索交通网络中的最短路径,具有更好的实用价值。     

基于遗传算法和LM优化的BP神经网络的图像复原算法

提出了一种针对图像复原的GA-BP算法.在对退化图像进行复原的过程中,针对BP算法易陷入局部极小、收敛速度慢的缺点,根据遗传算法具有全局寻优的特点,充分利用遗传算法的全局搜索性能进行"粗"搜索,当搜索到全局最优点的附近时,再采用BP算法进行局部搜索,将两者结合起来形成GA-BP算法.通过对图像复原后的效果进行比较,实验表明该算法可以有效的应用于图像复原.