基于F-score和二进制灰狼优化的肿瘤基因选择方法

针对肿瘤基因数据维度高、噪声多、冗余性高的现状,结合Spearman相关系数改进F-score算法,在此基础上优化二进制灰狼算法,提出了一种基于改进F-score和二进制灰狼算法的肿瘤基因选择算法.首先,考虑特征之间的相关性,计算每个特征的F-score值和特征之间的Spearman相关系数的绝对值;然后,计算权重系数得出各个特征的权重值,依据重要性进行排序,选出初选特征子集;最后,通过收敛因子的衰减曲线和初始化方法优化二进制灰狼算法,调整全局搜索和局部搜索所占比例,增强全局搜索能力并提高局部搜索速度,有效节省时间开销,提升特征选择的分类性能和效率,得到最优特征子集.在9个肿瘤基因数据集上测试所提算法,在分类准确率和筛选特征数目两个指标上进行仿真实验,并与4种其他算法进行对比,实验结果证明所提算法表现良好,可有效降低基因数据维度,并具有较好的分类精度.

粗精选策略二进制灰狼优化算法用于红外光谱特征选择

由于分子结构的高相似性,烃类气体混合物中各组分红外光谱谱峰重叠严重,导致浓度的精确监测一直是化学计量学的难题。为了应对这一挑战,提出一种粗精选策略二进制灰狼优化(RSBGWO)算法,用于优选红外光谱特征,建立高精度定量分析模型。该方法以交叉验证下光谱定量分析模型的均方根误差(RMSECV)平均值作为适应度函数值。在粗选阶段,进行第一次全局迭代,更新α狼、β狼和δ狼所选特征变量的位置信息;在精选阶段,结合α狼所选的特征变量以及剔除α狼未选中特征变量位置后的β狼和δ狼特征变量,更新狼群位置信息,逐步降低RMSECV值,提取为全局最优特征波长,并引入非线性收敛因子加快收敛速度。该算法在采集的359个混合烷烃气体样本的红外光谱数据集上进行了实验测试并验证了所提算法的效果。与bGWO和bPSO特征提取算法比较,基于本文提出的RSBGWO算法建立的MLR模型在分析甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳气体浓度时,特征选择数量均降低了96%以上,预测均方根误差(RMSEP)均低于数据采集过程中所使用的配气系统的仪器误差,相对预测偏差(RPD)均提高了15以上。相对于全谱建模的MLR模型和PLS模型,基于RSBGWO算法建立的MLR模型和PLS模型的预测精度有显著增高,预测效果对定量分析模型的依赖性降低了。实验结果表明,提出的方法具有优秀的红外光谱特征提取能力,能够明显提高定量分析模型的预测效果。该方法能够促进光谱检测技术在生物制药、食品化工、油气勘探等领域的应用,尤其是在含同系有机物混合物的应用场合。

基于改进二进制灰狼优化算法的配网故障定位

灰狼算法具有结构简单、概念清晰、易实现和全局性能好等优点,但由于存在后期收敛速度慢、局部搜索能力弱等缺点。为提高配网故障定位的准确性和快速性,对灰狼优化算法进行了改进。首先,由于配网故障定位方法可以把问题表示为0～1整数规划问题,故引入转换函数,以解决算法在二进制空间里位置更新问题。然后引进动态权重策略,以平衡算法的全局搜索能力和局部搜索能力且加快算法收敛速度。最后加入概率扰动策略,使算法避免过早陷入局部收敛。本文通过配网故障的算例分析来验证改进二进制灰狼优化算法的可行性和高效性。

结合高斯分布的改进二进制灰狼优化算法

针对灰狼优化算法(GWO)解决离散问题应用较少,发展不成熟的现状,提出一种用于解决二进制问题的离散灰狼优化算法(BGWO)。针对混沌搜索在解决二进制问题时,产生的初始种群较为集中的问题,引入高斯分布曲线对种群初始化,使初始种群地空间分布更加均匀;提出一种转换函数,对GWO进行二进制化处理;通过典型测试函数对该算法性能进行验证,实验表明该算法收敛精度明显优于其他算法。将该算法用于实际背包问题的求解,结论表明该算法迭代次数更少,求解精度更高。

基于改进TF-IDF融合二进制灰狼优化的短文本分类

为了提高特殊类型短文本分类准确度和降低特征维度,提出了基于改进TF-IDF方法融合二进制灰狼优化的短文本分类。为了提高特征向量文本权重计算准确度,提出了点赞排列因子,并融合了文本特征集中度,对附有点赞数的特殊类型文本进行权重计算,设计改进了TF-IDF-RANK方法对特征进行加权;同时,基于初选特征向量,设计优化了二进制灰狼优化算法(BGWO)搜寻最优特征子集,引入衰减系数向量和多优解迭代机制,提高灰狼搜寻性能。结果表明,该方法有效地提升了权重准确率,更好地表征初选特征向量,增强特征选择时寻找全局最优解的能力,进而提高短文本的分类效果。通过LABIC和抖音开放平台数据集测试,综合指标F1值分别提高了14.76%和14.02%,验证了该方法对于特殊类型文本分类的有效性。

基于改进灰狼优化的文本聚类多阶段特征选择算法

为了降低文本特征维度,提高聚类准确度,提出改进灰狼优化多阶段特征选择与特征提取算法。结合平均绝对差和平均中位数作相关特征选择,利用合并/交叉融合特征子集;根据余弦相似性作特征提取,得到初选特征子集;基于初选特征子集,设计改进二进制灰狼优化算法(IBGWO)求解最优特征子集,利用累计词频和文档频率定义适应度,引入反向学习、非线性收敛系数衰减及精英反向学习机制,提升灰狼优化寻优性能。结果表明,该算法的聚类准确率、召回率及F1值指标优于同类算法,可以有效降低特征维度,提升聚类效率。

基于自适应二进制灰狼算法的节点协同跟踪

针对大规模无线传感器网络中目标跟踪时的节点选择问题,为了满足跟踪精度和实时性的要求,提出了一种自适应二进制灰狼优化算法,用于求解基于条件后验克拉美-罗下界构建的节点选择优化模型。该算法采用非线性动态自适应收敛因子,同时引入基于V型函数的位置更新原则。仿真结果表明,该算法能够有效完成目标跟踪的节点选择任务,与二进制灰狼算法和二进制粒子群算法对比,自适应二进制灰狼算法在搜索能力和收敛速度上有更好的表现,能够在满足跟踪精度的同时有效提高跟踪的实时性。

基于剩余能量的认知无线传感器网络频谱分配

针对当前无线传感器网络(WSN)使用的ISM频段频谱资源稀缺、传感器节点能耗受限等问题,将认知无线电技术应用到无线传感器网络,提出一种基于改进二进制灰狼优化算法(IBGWO)的频谱分配方案。该算法在标准灰狼算法(GWO)的基础上采用由适应度值比例构成的权重因子,动态调整算法的位置向量更新,同时使用一种动态转换函数,将个体位置映射到二进制空间,具有平衡全局搜索和局部开发的能力。仿真实验表明,将改进后的灰狼优化算法应用于认知无线传感器网络频谱分配中,其收敛速度和寻优能力优于标准灰狼算法,能较好的实现认知无线传感器节点的剩余能量最大化,且次用户接入公平性优于其他算法。