一种基于多粒子群协同进化的高光谱图像波段选择与分类方法

针对高光谱图像分类过程中数据波段多以及信息冗余量大引起的处理速度慢及Hughes现象等问题,提出了一种基于多粒子协同进化算法进行高光谱图像自动波段选择与分类的方法:使用多粒子群协同进化算法搜索特征子集,对粒子群优化算法进行改进,定义新的位置和速度的更新策略,并以支持向量机为分类器,同时对特征子集和SVM核函数参数进行优化。在协同搜索过程中,引入遗传算法改善粒子群优化的"早熟"收敛问题,构建了一种新的MPSO-SVM(Multiple particle swarm optimization-SVM)分类模型。对高光谱遥感图像的实验结果表明:MPSO-SVM方法不仅能有效地压缩光谱的特征维数,得到最佳的波段组合,还能得到最优的SVM参数,达到较好的分类效果,提高分类精度。     

基于邻域熵的高光谱波段选择算法

为了减少高光谱图像数据中的冗余信息,优化计算效率,并提升图像数据后续应用的有效性,提出一种基于邻域熵(NE)的高光谱波段选择算法.首先,为了高效计算样本的邻域子集,采用了局部敏感哈希(LSH)作为近似最近邻的搜索策略;然后,引入了NE理论来度量波段和类之间的互信息(MI),并把最小化特征集合与类变量之间的条件熵作为选取...     

高光谱影像波段选择算法研究

基于高光谱影像数据的特点,分析了高光谱数据的降维方法。着重探讨了波段选择的若干算法:熵及联合熵、最佳指数因子、自动子空间划分、自适应波段选择、波段指数和最优波段指数等算法。分析了各种算法的有效性、局限性和计算复杂度,并针对波段指数的不足,设计了最优波段指数(OBI)波段选择新算法。最后通过具体的试验,验证了各种算法的性能。     

基于K-AP算法的高光谱图像波段选择方法

在高光谱图像分析领域中，波段选择是一种能有效减少高光谱图像维度的方法。K类仿射传播算法是一种高效的聚类算法，已成功地应用于人脸识别和数据分析等领域，但在高光谱图像分析领域还少有成功的应用。提出将K-AP算法应用于高光谱图像波段选择，对高光谱图像进行有效的数据压缩。针对K-AP算法的特点，基于Kullback-Leibler散度定义了新的相似度矩阵，对波段进行度量，再使用K-AP算法进行聚类，选择最有代表性的波段。实验结果表明，与常用的波段选择方法相比，所提出的方法有更好的表现。     

基于波段聚类的高光谱图像波段选择

为使无监督的波段选择能够更好地保留高光谱图像的信息,提出一种基于波段聚类的高光谱图像无监督波段选择方法.首先,计算高光谱图像各波段间的互信息,以此衡量各波段间的相关程度;然后,根据各波段间的互信息,对波段集合进行聚类;通过迭代使得各波段分组自动地聚集在信息量较大且具有代表性的波段周围,直到各聚类中心不再变化,则聚类结束.通过波段聚类过程保证了冗余波段的去除和有用信息的保留,最后,以各聚类中心波段作为所选的波段组合.实验结果证明,与传统方法相比,使用文中的方法选择波段,能够更有效地保留光谱信息,得到更高的分类精度.     

基于SQP 局部搜索的混沌粒子群优化算法

提出一种基于序贯二次规划(SQP)法的混沌粒子群优化方法(CPSO-SQP).将混沌PSO作为全局搜索器,并用SQP加速局部搜索,使得粒子能够在快速局部寻优的基础上对整个空间进行搜索,既保证了算法的收敛性,又大大增加了获得全局最优的几率.仿真结果表明,算法精度高、成功率大、全局收敛速度快,明显优于现有算法.将所提出的算法用于高密度聚乙烯(HDPE)装置串级反应过程的乙烯单耗优化,根据工业反应机理以及现场操作经验分析可知,所提出的算法是可行的.     

基于萤火虫算法的高光谱遥感波段选择方法

高光谱图像在遥感领域中的应用越来越广泛,但由于自身的高数据维、波段间的高冗余度等特性给图像处理带来了一定困难,针对这个问题,提出一种基于类间可分性准则的改进萤火虫仿生算法,进行高光谱遥感波段选择。在分析萤火虫算法机理的基础上,阐述了利用该算法进行高光谱波段选择的思路,并构造波段相似性矩阵,选择欧氏距离、JM距离、光谱信息散度和离散度作为可分性准则来设置目标函数,根据目标函数值的优劣选择优势波段。最后,使用HYDICE Washington DC Mall和 HyMap Purdue Campus两个高光谱遥感影像数据进行实验验证,并利用支持向量机分类器对最佳波段组合进行精度评价,证明该算法的可行性和有效性。
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一种基于单纯形搜索的粒子群优化算法

为了改善粒子群优化算法的求解性能,提出了一种基于单纯形搜索和粒子群优化的混合算法。该算法一方面自适应地确定惯性权重、认知以及社会参数来达到免参数目的,另一方面利用单纯形搜索来引导部分粒子的搜索方向,从而加速算法收敛。数值实验结果表明,与传统的粒子群算法和其他基于单纯形的粒子群算法相比,提出算法在评估次数、求解精度方面表现良好。     

结合遗传算法和蚁群算法的高光谱图像波段选择

随着遥感技术和成像光谱仪的发展,高光谱遥感图像的应用越来越广泛,但其自身的特点给高光谱图像的分类、识别等带来了很大的困难.如何快速地从高达数百个波段的高光谱图像中选择出具有较好分类识别能力的波段组合是亟待解决的问题.针对上述问题分析了已有的波段选择方法,提出一种结合遗传算法和蚁群算法的高光谱图像波段选择方法.该算法首先利用遗传算法以较快的寻优能力获得几组较优解,以此来初始化蚁群算法的初始信息素列表,然后用蚁群算法以较高的求精解能力获得最优解,并且在遗传算法部分中采用四进制的编码方式,使得算法编/译码简单、遗传算子操作简捷、且处理时所占空间小,同时在蚁群算法部分中巧妙地对预处理图像进行子空间划分来缩小蚂蚁搜索的范围,提高了算法的搜索效率,减小了输出波段组合的相关性和冗余度.由于该算法充分地吸取遗传算法和蚁群算法的优点、克服各自的缺陷,是一种计算耗时少、收敛性能好的波段选择方法.利用AVIRIS(airborne visible infrared imaging spectrometer)图像对提出的算法进行实验,实验结果表明,本文算法在所选波段性能和计算耗时方面都获得令人满意的效果.     

一种混合搜索的粒子群算法

本文通过对粒子群算法个体极值、全局极值和种群极值的结合,提出一种混合搜索粒子群算法.用典型的非线性测试函数进行仿真,其实验数据和收敛曲线验证了该算法的有效性,具有快速收敛效果和寻优能力.     

搜索空间边界连接的微粒群优化算法

针对粒子出界问题对微粒群优化算法收敛性能产生的不利影响,本文提出一种搜索空间边界连接的边界处理算法。该算法首先将搜索空间每一维的上下边界连接,形成一个逻辑上闭合的搜索空间,然后通过调整该空间中粒子位置的更新策略以及粒子速度更新公式中个体认知和社会认知差分向量的计算方法,消除了边界对飞行粒子的不利影响,使粒子在可行解空间中能够更加高效且均匀地搜索。实验结果表明,无论全局最优解位于搜索空间的边界区域还是中心区域,本文方法的全局搜索性能均优于现有的粒子边界处理方法。     

CPSO-NP优化算法及其在TE过程中应用

为有效平衡粒子群算法的探索和开发能力,解决粒子群局部最优、收敛速度慢等问题,提出了基于捕食搜索和自然选择的混沌粒子群算法.该算法借鉴自然选择中适者生存的进化机制以提高算法的收敛速度;且捕食搜索策略调节限制级别平衡全局搜索和局部搜索,优化搜索性能;通过函数测试和化工TE的故障诊断,结果表明:所提算法计算精度高、收敛速度快,能准确地对SVM的参数进行寻优,提高了故障诊断的准确性.     

基于禁忌搜索的自适应粒子群算法

针对惯性权重线性递减粒子群算法不能适应复杂的非线性优化搜索过程的问题,提出了一种基于Sigmoid函数和聚集距离变化率改变惯性权重的方法。为了解决算法后期易陷入局部最优的缺点,在算法后期引人了具有记忆能力的禁忌搜索算法。改进后的算法不仅综合了粒子群优化算法的快速性、随机性和全局收敛性的优点,而且还具有禁忌搜索局部寻优的能力。测试函数仿真结果表明,改进后的算法不仅较好地避免了陷入局部最优,而且收敛速度也有提高。     

基于聚类和微粒群优化的基因选择方法

在高维的基因表达谱数据中,只有少量基因对分类诊断其作用,而且还存在大量冗余的与癌症分类诊断无关的噪声基因,这些都会导致分类性能的下降。通过基因选择选取与分类紧密关联的基因,不仅能够剔除与疾病无关的基因,减少机器学习算法的时间复杂度和空间复杂度,提高分类的正确率,而且选出的特征基因可以作为肿瘤基因诊断和肿瘤药物治疗靶标确定的依据,降低后期生物学分析成本。本文提出一种基于聚类和粒子群算法（Particle swarm optimization,PSO）的基因选择方法,在PSO算法进行搜索之前,先对基因进行聚类,并对聚类结果进行选择,将被选中的簇的中心作为PSO的初始值,每个被选中的簇作为一个搜索空间,并利用极限学习机（Extreme learning machine,ELM）的分类精度作为特征选择的适应评价标准。该算法不仅有效地利用了聚类算法对基因进行初步归并的能力,也利用了PSO算法的全局优化能力,克服了传统PSO算法早熟、局部收敛速度慢的缺点,因此它能够高效地完成最优基因子集的确定,同时提高癌症分类正确率。     

一种结合自适应局部搜索的粒子群优化算法

本文提出一种结合自适应局部搜索的混合粒子群优化算法.该方法在粒子群优化算法的全局搜索过程中,使用能根据当前种群搜索状态自适应地调整局部搜索空间大小的局部搜索算法加强其局部搜索能力.采用了著名的基准函数对算法的性能进行测试,并与其他已有算法进行了比较.结果表明,这种混合粒子群优化算法能获得更高的搜索成功率和质量更好的解,特别在高维复杂函数优化上具有很强的竞争力.     

基于离散微粒群算法的动态Web服务选择

Web服务作为一种新型的Web应用模式近年来得到了迅速的发展.如何高效动态地把现存的各种Web服务整合起来以形成新的满足不同用户需求的增值的复杂服务,已成为新的应用需求和研究热点.针对服务选择问题,设计了一种面向动态Web服务选择的离散微粒群算法,并结合服务选择研究背景,提出了3种速度计算算子和一种位置进化方程.针对进化算法容易陷入局部极值这一共同缺陷,定义了微粒无希望/重希望准则,以保证微粒群的多样性,增强全局搜索能力.理论分析和实验结果表明,该算法不仅具有较快的收敛速度,而且具有较好的全局收敛性能;同时说明Max运算在服务选择中具有较好的综合性能.     

一种基于和声搜索的动态交叉粒子群算法

针对粒子群优化算法(PSO)在优化多维问题时容易陷入局部最优的问题,提高其全局搜索能力和拓展能力,提出了一种基于和声搜索的动态交叉粒子群算法.引入动态交叉操作,使得粒子在更新速度时实现共享有效信息,保证粒子进化过程中的种群多样性,提高全局搜索能力.结合和声搜索(HS)的随机搜索能力提出了HS-DCPSO,利用和声搜索的自适应调整参数音符调节概率PAR和间隔调整带宽bw来提高粒子群的拓展能力.通过多个基准函数对所提出的HS-DCPSO算法进行仿真测试,并与HS、PSO及多种改进的粒子群算法对比,验证所提出的HS-DCPSO算法具有较强的全局搜索能力和局部拓展能力,并且算法时间复杂度相比传统PSO增加不明显.     

基于空间缩放和吸引子的粒子群优化算法

为解决粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法中粒子越界、算法进化后期收敛速度慢和早熟收敛的问题,通过分析PSO算法中粒子运动行为和算法稳定性,提出了一种基于空间缩放和吸引子的粒子群优化(PSO with search space zoomed factor and attrac...     

图Laplacian和自训练用于高光谱数据半监督波段选择

波段选择是数据降维的有效手段,但有限的标记样本影响了监督波段选择的性能。提出一种利用图Laplacian和自训练策略实现半监督波段选择的方法。该方法首先定义基于图的半监督特征评分准则以产生初始波段子集,接着在该子集基础上进行分类,采用自训练策略将部分可信度较高的非标记样本扩展至标记样本集合,再用特征评分准则对波段子集进行更新。重复该过程,获得最终波段子集。高光谱波段选择与分类实验比较了多种非监督、监督和半监督方法,实验结果表明所提算法能选择出更好的波段子集。