基于U-Net改进模型的直肠肿瘤分割方法 被引量：6

1

作者 高海军 曾祥银 +1 位作者 潘大志 郑伯川 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第8期2392-2397,共6页

诊断直肠癌时,如果能够从CT图像中自动准确分割出直肠肿瘤区域,将有助于医生进行更准确和快速的诊断。针对直肠肿瘤分割问题,提出基于U-Net改进模型的直肠肿瘤自动分割方法。首先在U-Net模型的每级编码器中嵌入子编码模块提升模型特征... 诊断直肠癌时,如果能够从CT图像中自动准确分割出直肠肿瘤区域,将有助于医生进行更准确和快速的诊断。针对直肠肿瘤分割问题,提出基于U-Net改进模型的直肠肿瘤自动分割方法。首先在U-Net模型的每级编码器中嵌入子编码模块提升模型特征提取能力;其次通过对比不同优化器的优化性能,获得最适合的优化器用于训练模型;最后对训练集进行数据扩充使模型得到更充分的训练,从而提高分割性能。与U-Net、Y-Net和FocusNetAlpha三种网络模型进行的对比实验表明:所提改进模型得到的分割区域与真实肿瘤区域更接近,对小目标的分割性能更突出,该模型的查准率、查全率和Dice系数三个评价指标都优于对比的模型,能有效分割直肠肿瘤区域。 展开更多

关键词 医学图像分割 肿瘤分割 直肠肿瘤 卷积神经网络 U-Net

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改进差分进化算法求解带容量约束车辆路径问题

2

作者 冉敏 潘大志 《现代计算机》 2024年第15期10-17,56,共9页

针对带容量约束车辆路径问题(CVRP),提出了一种改进差分进化算法(IDE)。首先,在变异、交叉操作过程中提出一种新的扰动策略,同时设计两类不同的邻域搜索算子,加快算法收敛速度;其次,设计一种多样性保护策略,以防止算法后期种群单一化;最... 针对带容量约束车辆路径问题(CVRP),提出了一种改进差分进化算法(IDE)。首先,在变异、交叉操作过程中提出一种新的扰动策略,同时设计两类不同的邻域搜索算子,加快算法收敛速度;其次,设计一种多样性保护策略,以防止算法后期种群单一化;最后,基于个体、整体收敛性设计两种惩罚因子,对不可行解作出有效的惩罚。通过对三组CVRP问题实例进行仿真实验分析,并将求解结果与其他算法相比较,验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 车辆路径问题 扰动策略 多样性保护机制 自适应罚函数 差分进化算法

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融合随机重启爬山算子的改进遗传算法求解FJSP

3

作者 陈亚铭 潘大志 《现代计算机》 2024年第11期29-34,共6页

针对传统遗传算法在求解柔性车间调度问题时,存在种群的动态适应能力差、容易陷入局部最优等问题,提出一种融合随机重启爬山算子的改进遗传算法。通过双种群交叉,增强种群间的信息交流能力。引入收敛准则,在维护种群多样性的同时防止种... 针对传统遗传算法在求解柔性车间调度问题时,存在种群的动态适应能力差、容易陷入局部最优等问题,提出一种融合随机重启爬山算子的改进遗传算法。通过双种群交叉,增强种群间的信息交流能力。引入收敛准则,在维护种群多样性的同时防止种群的优良个体被过度破坏。结合随机重启爬山法的思想进行局部搜索,提升了算法的局部搜索能力。仿真实验表明,所提出的算法在不同规模的问题中,都有着明显的寻优能力。 展开更多

关键词 柔性车间调度 改进遗传算法 接受准则 随机重启爬山算子

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改进布谷鸟算法求解双资源约束柔性车间调度问题 被引量：9

4

作者 罗浩嘉 潘大志 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2022年第8期2295-2300,共6页

针对双资源约束的柔性车间调度问题(DRCFJSP),以优化最大完工时间为目标,设计出一种具有改进解码方案的布谷鸟算法对其进行求解。由于DRCFJSP除了需要考虑机器的分配,还需要兼顾工人的加工情况,所以改进了传统解码方式以避免机器和工人... 针对双资源约束的柔性车间调度问题(DRCFJSP),以优化最大完工时间为目标,设计出一种具有改进解码方案的布谷鸟算法对其进行求解。由于DRCFJSP除了需要考虑机器的分配,还需要兼顾工人的加工情况,所以改进了传统解码方式以避免机器和工人在加工时间上的冲突,同时在解码时尽可能利用机器和工人的空闲时间。在布谷鸟算法核心框架下,将布谷鸟种群随机划分为三个子群,每个子群采用不同Lévy飞行方式独立进行寻优,并通过差分算子实现子群间信息交流,不仅增强了算法的全局搜索能力,也平衡了算法的局部搜索能力。最后通过基准测试算例进行实验仿真分析并与其他算法进行对比,验证了改进布谷鸟算法和改进解码方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 柔性车间调度 双资源约束 布谷鸟算法 改进解码方法

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融合遗传算法与蚁群算法的机器人路径规划 被引量：9

5

作者 虞馥泽 潘大志 《计算机技术与发展》 2021年第6期198-203,共6页

针对传统蚁群算法在全局静态环境下,搜寻一条由起点到终点的最优路径时,初始信息素缺乏、易陷入局部最优且收敛速度差的问题,提出一种遗传算法和蚁群算法结合求解路径规划问题的方法。首先,利用栅格法建立机器人行走环境模型;其次,为解... 针对传统蚁群算法在全局静态环境下,搜寻一条由起点到终点的最优路径时,初始信息素缺乏、易陷入局部最优且收敛速度差的问题,提出一种遗传算法和蚁群算法结合求解路径规划问题的方法。首先,利用栅格法建立机器人行走环境模型;其次,为解决蚁群算法初始信息素缺乏的问题,对遗传算法每次迭代得到的种群根据适应度进行排序,利用截断选择,选取种群前50%的较优个体,利用初始信息素产生规则来设置蚁群算法所需的初始信息素;设计控制策略,控制遗传算法向蚁群算法的转换时间;最后,利用蚁群算法搜索路径,根据信息素更新策略更新信息素,采用简化操作优化路径,使得路径更平滑且距离更短。仿真结果表明,该算法在增强全局搜索能力以及加快收敛速度方面有较好的改善。 展开更多

关键词 蚁群算法 信息素策略 遗传算法 算法融合 简化算子

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改进萤火虫算法求解多机器人路径规划 被引量：6

6

作者 虞馥泽 潘大志 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期800-804,共5页

为解决多机器人在静态环境中的路径规划问题,以路径长度为优化目标模型,并针对此模型设计了多机器人萤火虫算法(MR-FA)。首先,考虑到路径安全性对环境中的障碍物采取扩张操作,设计初始化规则以提高生成初始种群的效率;其次,根据算法的... 为解决多机器人在静态环境中的路径规划问题,以路径长度为优化目标模型,并针对此模型设计了多机器人萤火虫算法(MR-FA)。首先,考虑到路径安全性对环境中的障碍物采取扩张操作,设计初始化规则以提高生成初始种群的效率;其次,根据算法的连续性原理及特点,设计个体等长策略将维度不一致的个体转变为等维度个体以便于萤火虫的移动更新,并对移动更新后的不可行解采取路径修正策略;然后对规划出的每个机器人的移动路径进行碰撞检测,同时针对机器人不同的碰撞情况设计相应的避碰策略,即暂停—回退策略(PFS)、局部路径重规划策略(LPRS);最后,为验证MR-FA的有效性,在三组环境中进行仿真实验并与其他三种算法进行对比,综合得出MR-FA在解决多机器人路径规划时更有优势。 展开更多

关键词 多机器人路径规划 避障策略 多机器人萤火虫算法

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混沌小生境萤火虫算法求解有界背包问题 被引量：3

7

作者 任静敏 潘大志 《西南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第11期59-65,共7页

针对有界背包问题,提出一种混沌小生境萤火虫算法.采用混沌理论对萤火虫种群初始化,为了增加种群多样性,使用小生境技术计算个体共享适应度,以一定概率将共享半径内相似个体进行排挤处理,对所有被排挤个体实行Levy飞行操作,同时对较优... 针对有界背包问题,提出一种混沌小生境萤火虫算法.采用混沌理论对萤火虫种群初始化,为了增加种群多样性,使用小生境技术计算个体共享适应度,以一定概率将共享半径内相似个体进行排挤处理,对所有被排挤个体实行Levy飞行操作,同时对较优个体进行局部搜索,对陷入早熟的个体使用混沌理论重新随机产生位置进行更新.仿真实验表明新改进算法能有效求解有界背包问题. 展开更多

关键词 萤火虫算法 有界背包问题 混沌理论 小生境技术 Levy飞行

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求解集值折扣{0-1}背包问题的改进动态规划算法 被引量：4

8

作者 王茂萍 潘大志 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第9期274-277,共4页

集值折扣{0-1}背包问题(Discounted{0-1}Knapsack Problem with Setup,D{0-1}KPS)指在同一类别中可选择多个项,每个类别对目标函数和约束条件都增加了额外的固定设置成本。提出一种求解D{0-1}KPS的改进动态规划算法,算法针对D{0-1}KPS... 集值折扣{0-1}背包问题(Discounted{0-1}Knapsack Problem with Setup,D{0-1}KPS)指在同一类别中可选择多个项,每个类别对目标函数和约束条件都增加了额外的固定设置成本。提出一种求解D{0-1}KPS的改进动态规划算法,算法针对D{0-1}KPS问题本身结构特征,融合多目标优化问题中非支配解集思想,通过利用状态之间的支配与非支配关系,对每个阶段的状态集进行剪枝,形成非支配状态集,从而提出改进动态规划算法。通过实例验证了该算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 折扣{0-1}背包问题 动态规划 改进动态规划算法

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多种群萤火虫算法求解机器人路径规划问题 被引量：2

9

作者 虞馥泽 潘大志 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第8期1370-1378,共9页

为解决机器人在静态环境中的路径规划问题,提出了一种以路径的长度和光滑性为目标的模型。针对此模型设计多种群萤火虫算法(MP-FA),并引入人工蜂群算法调试获得MP-FA所需参数。首先,提出一种萤火虫的飞行规则用于初始化个体;然后,设计... 为解决机器人在静态环境中的路径规划问题,提出了一种以路径的长度和光滑性为目标的模型。针对此模型设计多种群萤火虫算法(MP-FA),并引入人工蜂群算法调试获得MP-FA所需参数。首先,提出一种萤火虫的飞行规则用于初始化个体;然后,设计种群划分规则,将初始种群划分为多个子种群,对子种群内部和子种群之间的位置移动采取不同的策略,特别是对子种群内部的个体采取一种局部更新方式;最后,设计相应的路径简化规则与光滑规则对全局最优解进一步优化。仿真实验和统计分析的结果验证了MP-FA对求解机器人路径规划问题有很好的适用性。 展开更多

关键词 路径规划 萤火虫算法 人工蜂群算法 子种群 交叉策略

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改进的离散型萤火虫优化算法求解柔性作业车间调度问题 被引量：3

10

作者 郑捷 潘大志 《计算机与现代化》 2021年第8期11-15,23,29,共7页

针对传统的群智能优化算法在求解柔性作业车间调度问题(FJSP)时,存在寻优能力不足且易陷入局部最优等缺点,本文以最小化最大完工时间为目标,将萤火虫算法(FA)用于求解柔性作业车间调度问题,提出一种改进的离散型萤火虫算法(DFA)。首先,... 针对传统的群智能优化算法在求解柔性作业车间调度问题(FJSP)时,存在寻优能力不足且易陷入局部最优等缺点,本文以最小化最大完工时间为目标,将萤火虫算法(FA)用于求解柔性作业车间调度问题,提出一种改进的离散型萤火虫算法(DFA)。首先,通过两段式编码建立FA连续优化问题与FJSP离散优化问题之间的联系;其次,设计一种群初始化方法,以确保初始解的质量以及多样性;然后,提出改进离散型萤火虫优化算法并引入局部搜索算法,加强算法的全局搜索能力和局部搜索能力;最后,对标准算例进行仿真,验证DFA算法求解FJSP的有效性。通过与遗传算法和粒子群优化算法进行仿真对比,表明了DFA求解FJSP的优越性。 展开更多

关键词 柔性作业车间调度问题 最大完工时间 离散型萤火虫算法 两段式编码

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融合邻域搜索策略蚁群算法求解带时间窗口的车辆路径问题 被引量：3

11

作者 张雄 潘大志 《计算机与现代化》 2022年第3期98-102,110,共6页

对于求解带时间窗口车辆路径问题,提出一种融合邻域搜索策略的改进蚁群算法,针对时间窗口特性,将等待时间加入到蚁群算法的状态转移规则之中。为提升算法的局部寻优能力,设计多种节点删除操作和插入操作对得到的路径进行邻域搜索。最后... 对于求解带时间窗口车辆路径问题,提出一种融合邻域搜索策略的改进蚁群算法,针对时间窗口特性,将等待时间加入到蚁群算法的状态转移规则之中。为提升算法的局部寻优能力,设计多种节点删除操作和插入操作对得到的路径进行邻域搜索。最后利用Solomon标准算例对改进算法进行测试,与目前已知最优解对比,实验结果表明改进后的蚁群算法对带时间窗口的车辆路径问题有较好的适用性。 展开更多

关键词 车辆路径问题 时间窗口 蚁群算法 邻域搜索

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求解柔性车间调度问题的双层编码离散布谷鸟算法 被引量：3

12

作者 罗浩嘉 潘大志 《计算机与数字工程》 2021年第7期1281-1285,1301,共6页

论文针对柔性车间调度问题(Flexible Job-shop Scheduling Problem,FJSP),以最小完工时间为优化目标,根据标准布谷鸟算法(Cuckoo Search,CS)的核心思想,提出了一种双层编码的离散布谷鸟算法。根据levy飞行的特点,采用2-opt和double-bri... 论文针对柔性车间调度问题(Flexible Job-shop Scheduling Problem,FJSP),以最小完工时间为优化目标,根据标准布谷鸟算法(Cuckoo Search,CS)的核心思想,提出了一种双层编码的离散布谷鸟算法。根据levy飞行的特点,采用2-opt和double-bridge操作代替levy飞行对其进行更新。此外,将择优插入和择优交换操作结合,代替标准布谷鸟算法中的随机游走策略。最后将DCS算法与GA、PSO算法进行仿真比较,验证了DCS算法在解决FJSP问题时能得到更好更稳定的最优解。 展开更多

关键词 离散布谷鸟算法 柔性车间调度 双层编码 最小化最大完工时间

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贪心核加速动态规划算法精确求解适用范围 被引量：1

13

作者 王茂萍 潘大志 +1 位作者 冯世强 张琴 《软件导刊》 2020年第8期54-59,共6页

针对背包容量折扣系数在0.8~0.9时,贪心核加速动态规划算法(GCADP)无法求得逆向强相关折扣{0-1}背包问题实例(IDKP)精确解的问题,为求得D{0-1}KP实例的精确解,在对IDKP实例参数进行分析的基础上,给出GCADP算法能精确求解D{0-1}KP实例的... 针对背包容量折扣系数在0.8~0.9时,贪心核加速动态规划算法(GCADP)无法求得逆向强相关折扣{0-1}背包问题实例(IDKP)精确解的问题,为求得D{0-1}KP实例的精确解,在对IDKP实例参数进行分析的基础上,给出GCADP算法能精确求解D{0-1}KP实例的限定条件:任意项集的价值系数满足价值最小项大于价值次大项的0.99倍。将该条件应用到4类D{0-1}KP实例的参数设置中,生成新的大规模D{0-1}KP实例。对4类D{0-1}KP实例运用GCADP和动态规划(DP)进行计算,计算结果表明,新的4类D{0-1}KP实例均得到精确解,并且GCADP随着数据规模的变大,求解时长增长平缓。 展开更多

关键词 折扣{0-1}背包问题 贪心核加速动态规划算法 动态规划 价值密度 贪心策略

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扩展SD{0-1}KP背包问题的建模及其遗传算法求解 被引量：1

14

作者 张琴 潘大志 《西华师范大学学报(自然科学版)》 2020年第2期214-220,共7页

在SD{0-1}KP的基础上对项集中的物品数由两个扩展为三个,提出扩展SD{0-1}KP问题。在扩展问题中,各项集中物品组合选择情况采取三元组进行编码表示,建立扩展SD{0-1}KP模型,再将贪心策略与遗传算法融合构造求解模型的算法。为验证算法的... 在SD{0-1}KP的基础上对项集中的物品数由两个扩展为三个,提出扩展SD{0-1}KP问题。在扩展问题中,各项集中物品组合选择情况采取三元组进行编码表示,建立扩展SD{0-1}KP模型,再将贪心策略与遗传算法融合构造求解模型的算法。为验证算法的求解效果,随机生成四种扩展SD{0-1}KP大规模数据实例。求解结果表明:该算法适合求解扩展SD{0-1}KP大规模数据,且效果较好。 展开更多

关键词 简化折扣{0-1}背包问题 扩展SD{0-1}KP模型 遗传算法 贪心策略 价值密度

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混合猴群算法求解折扣{0-1}背包问题

15

作者 肖颜 潘大志 冯世强 《计算机与数字工程》 2021年第2期231-237,241,共8页

针对折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP),当问题规模较大时,精确算法求解比较困难。基于此,将贪心核加速算子与猴群算法融合提出一种混合猴群算法(MMA)用于求解D{0-1}KP问题。同时在MMA算法的爬过程中引入诱导因子,避免爬过程陷入局部最优,再... 针对折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP),当问题规模较大时,精确算法求解比较困难。基于此,将贪心核加速算子与猴群算法融合提出一种混合猴群算法(MMA)用于求解D{0-1}KP问题。同时在MMA算法的爬过程中引入诱导因子,避免爬过程陷入局部最优,再利用修复策略对不可行解进行修复。通过仿真实验,结果表明MMA算法求解大规模D{0-1}KP问题的计算性能有效,求解结果可行。 展开更多

关键词 猴群算法 折扣{0-1}问题背包 诱导因子 编码修复 贪心核加速算子

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改进猴群算法求解有界背包问题

16

作者 肖颜 潘大志 冯世强 《西华师范大学学报（自然科学版）》 2021年第1期84-91,共8页

有界背包问题是经典的NP完全问题,确定性算法求解该问题时难度较大。本文在基本猴群算法的基础上,提出了一种改进猴群算法用于求解此问题。首先,对猴群算法的爬过程进行改进;然后,在望-跳过程后引入改进的合作过程,以加快算法的收敛速度... 有界背包问题是经典的NP完全问题,确定性算法求解该问题时难度较大。本文在基本猴群算法的基础上,提出了一种改进猴群算法用于求解此问题。首先,对猴群算法的爬过程进行改进;然后,在望-跳过程后引入改进的合作过程,以加快算法的收敛速度;最后,在翻过程中引入改进的信息共享机制和扰动机制,让猴群之间进行信息交流,增加解的多样性,避免陷入局部最优,以便寻得更优解。为有效求解有界背包问题,先对猴群个体采用自然数编码,通过修复与优化法对不可行解进行处理,保证算法的求解效果。通过对三大规模有界背包问题实例进行仿真实验,结果表明,改进猴群算法能得到近似比接近1的近似解。 展开更多

关键词 有界背包问题 改进猴群算法 合作过程 信息共享机制 扰动机制

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核加速萤火虫算法求解有界背包问题 被引量：1

17

作者 任静敏 潘大志 《数学的实践与认识》 北大核心 2020年第11期172-182,共11页

针对有界背包问题,本文提出一种结合核算法的改进萤火虫算法.首先采用核算法对问题规模进行缩减,为了使算法更适于不同规模的有界背包问题,根据规模对核半径进行自适应控制,对缩减后的剩余物品利用基于Levy飞行的萤火虫算法进行位置更新... 针对有界背包问题,本文提出一种结合核算法的改进萤火虫算法.首先采用核算法对问题规模进行缩减,为了使算法更适于不同规模的有界背包问题,根据规模对核半径进行自适应控制,对缩减后的剩余物品利用基于Levy飞行的萤火虫算法进行位置更新,并对更新后的最优个体进行变异操作以此增加种群多样性.通过仿真实验表明新改进算法能有效求解有界背包问题. 展开更多

关键词 萤火虫算法 有界背包问题 核算法 变异操作 Levy飞行

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运用动态规划算法求解集值折扣{0-1}背包问题 被引量：1

18

作者 王茂萍 潘大志 《数学的实践与认识》 2021年第8期107-115,共9页

针对生产不同类商品需选择不同生产机械和模具的实际问题,提出折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的扩展模型,即集值折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KPS).首先对该类背包问题进行理论分析,构造D{0-1}KPS的子模型D{0-1}KPS(k,γ),然后基于D{0-1}KPS(k... 针对生产不同类商品需选择不同生产机械和模具的实际问题,提出折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KP)的扩展模型,即集值折扣{0-1}背包问题(D{0-1}KPS).首先对该类背包问题进行理论分析,构造D{0-1}KPS的子模型D{0-1}KPS(k,γ),然后基于D{0-1}KPS(k,γ)得到问题求解的递推公式,并给出求解D{0-1}KPS的动态规划算法.最后通过实例验证了算法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 折扣{0-1}背包 D{0-1}KPS 动态规划 DP-D{0-1}KPS算法

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基于环论的改进猴群算法求有界背包问题

19

作者 肖颜 潘大志 冯世强 《数学的实践与认识》 2021年第13期166-174,共9页

有界背包问题(bounded knapsack problem,BKP)是经典的NP-hard问题,为利用猴群算法(MA)求解此类背包问题,主要提出一种基于环论的改进猴群算法(Ring Theory-Based Improved Monkey Algorithm,RTIMA).该算法可减少计算过程中参数的调整,... 有界背包问题(bounded knapsack problem,BKP)是经典的NP-hard问题,为利用猴群算法(MA)求解此类背包问题,主要提出一种基于环论的改进猴群算法(Ring Theory-Based Improved Monkey Algorithm,RTIMA).该算法可减少计算过程中参数的调整,增强算法的稳定性.RTIMA针对BKP问题本身的结构特点,首先采用自然数编码方式对MA进行编码处理,并对不可行解进行修复与优化处理,以保证算法的求解效果,同时加快算法的收敛速度;然后将环理论应用到爬过程中,对爬过程进行改进,以减少参数的调整,降低时间复杂度;最后,将信息共享机制、扰动机制应用到翻过程中,确保猴群之间相互进行信息交流,以增加解的多样性,从而避免陷入局部最优的趋势.通过与其他算法的计算结果进行比较分析,RTIMA算法效果更好,性能更优. 展开更多

关键词 猴群算法 环论 有界背包问题 信息共享机制 扰动机制

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