自動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法研究及其在多類模式分類中的應(yīng)用.pdf

1、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的共同目標(biāo)是讓計(jì)算機(jī)在沒(méi)有明確的程序指導(dǎo)下解決問(wèn)題，因此在過(guò)去的幾十年里，有關(guān)計(jì)算機(jī)代碼的人工演化是一項(xiàng)迅猛發(fā)展的技術(shù)，各相關(guān)領(lǐng)域的人們都期望能有一種自動(dòng)化系統(tǒng)，將針對(duì)問(wèn)題的細(xì)致描述(用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)等相對(duì)簡(jiǎn)單的表達(dá)方式)作為輸入，然后就能得到滿意的解決方案。自動(dòng)程序設(shè)計(jì)(AP)就是實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)。現(xiàn)有的主要方法包括：遺傳程序設(shè)計(jì)(GP)，交叉爬山程序設(shè)計(jì)(XOHC)，交叉模擬退火程序設(shè)計(jì)(XOSA)。

2、 本文借鑒微粒群算法(PSO)中種群參考的思想，對(duì)交叉爬山程序設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，提出基于種群參考的交叉爬山程序設(shè)計(jì)(SXOHC)：在交叉爬山程序設(shè)計(jì)種群進(jìn)化的同時(shí)加入與種群的歷史最優(yōu)解交叉的操作，以使個(gè)體在進(jìn)化過(guò)程中得到種群中有利的進(jìn)化信息從而提高搜索能力，并在一定程度上避免個(gè)體早熟現(xiàn)象。同樣本文把種群參考的思想結(jié)合到交叉模擬退火程序設(shè)計(jì)中，提出基于種群參考的交叉模擬退火程序設(shè)計(jì)(SXOSA)，實(shí)驗(yàn)證明此方法提高了交叉模擬退火程序設(shè)計(jì)的優(yōu)

3、化能力。 另外，本文利用微粒群算法來(lái)優(yōu)化自動(dòng)程序設(shè)計(jì)進(jìn)化過(guò)程中的常量節(jié)點(diǎn)，提出基于PSO參數(shù)估計(jì)的自動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法，提高解的精度，避免由于常量節(jié)點(diǎn)的值不合適而導(dǎo)致好的解結(jié)構(gòu)被淘汰的現(xiàn)象。 Koza利用遺傳程序設(shè)計(jì)成功解決兩類模式分類問(wèn)題，當(dāng)程序返回非負(fù)數(shù)時(shí)輸入樣本屬于一類，記類1，否則屬于另一類，記類-1。Kishore把n類模式分類問(wèn)題分解成n個(gè)兩類分類問(wèn)題，需要求n個(gè)分類表達(dá)式。第i個(gè)分類表達(dá)式判定第i類，屬于第i

4、類的樣本屬于類1，不屬于第i類的所有樣本屬于類-1。它的缺點(diǎn)是隨著類別數(shù)目的增加，訓(xùn)練時(shí)間會(huì)增加地很快。本文提出一種用自動(dòng)程序設(shè)計(jì)解決多類模式分類問(wèn)題的直接方法，此方法只要求一個(gè)分類表達(dá)式，利用分類表達(dá)式的不同輸出值來(lái)區(qū)分不同的類。對(duì)于n類模式分類問(wèn)題，記第0，1，2，…，n-1類，那我們就用自動(dòng)程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)化分類表達(dá)式使之對(duì)于第i類樣本的特征屬性輸入，輸出值為i。這樣我們就可以直接根據(jù)分類表達(dá)式的輸出值預(yù)測(cè)樣本的類別了。而且本文提出