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基于粒子群优化算法的量子卷积神经网络
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作者 张嘉雯 蔡彬彬 林崧 《量子电子学报》 北大核心 2025年第1期123-135,共13页
针对当前量子卷积神经网络模型中参数化量子电路缺乏自适应目标选择策略的问题,提出了一种基于粒子群优化算法自动优化电路的量子卷积神经网络模型。该模型通过将量子电路编码为粒子,并利用粒子群优化算法对电路进行优化,从而搜索出在... 针对当前量子卷积神经网络模型中参数化量子电路缺乏自适应目标选择策略的问题,提出了一种基于粒子群优化算法自动优化电路的量子卷积神经网络模型。该模型通过将量子电路编码为粒子,并利用粒子群优化算法对电路进行优化,从而搜索出在图像分类任务上表现优异的电路结构。基于Fashion MNIST和MNIST标准数据集的仿真实验表明,该模型具有较强的学习能力和良好的泛化性能,准确率分别可达94.7%和99.05%。相较于现有量子卷积神经网络模型,平均分类精度最高分别提升了4.14%和1.43%。 展开更多
关键词 量子光学 量子卷积神经网络 粒子优化算法 量子机器学习 参数化量子电路
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基于量子行为粒子群算法的舱室噪声监测点优化布置
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作者 郭强 时胜国 何辉辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1488-1496,共9页
针对舱室噪声在线监测及声场预报问题,本文提出了一种基于量子行为粒子群算法的舱室内部声监测点优化布置方法。根据研究频段范围确定所需声腔模态阶数,计算全部备选监测点位置处各阶声腔模态的声场分布,采用模态置信矩阵作为目标函数,... 针对舱室噪声在线监测及声场预报问题,本文提出了一种基于量子行为粒子群算法的舱室内部声监测点优化布置方法。根据研究频段范围确定所需声腔模态阶数,计算全部备选监测点位置处各阶声腔模态的声场分布,采用模态置信矩阵作为目标函数,基于量子行为粒子群算法对监测点位置进行优化,获得优化布置方案。从声腔模态采样的正交性及内外声场响应的角度与其他测点布置方案进行了性能比较。研究表明:本文方法优化得到的测点布置方案采集声腔模态信息更全面,可有效提升舱室内声场的重建精度和基于舱室内声场监测的水下辐射噪声预报精度。 展开更多
关键词 测点优化布置 舱室噪声在线监测 量子行为粒子算法 声腔模态 模态置信矩阵 水下辐射噪声预报 声场预报 声激励
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应用多策略改进量子粒子群算法的直流电与Rayleigh波联合反演
3
作者 朱春光 管泓清 +3 位作者 秦天 张富翔 王强 高远 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第1期137-151,共15页
针对浅地表地质分层问题,文中分析了直流电(DC)法与Rayleigh波(RW)法共同探测并进行数据联合反演的可行性,重点研究了融合多种优化策略后形成的基于重心反向学习(Centroid Opposition-Based Learning,COBL)和混沌搜索(Chaos Search,CS)... 针对浅地表地质分层问题,文中分析了直流电(DC)法与Rayleigh波(RW)法共同探测并进行数据联合反演的可行性,重点研究了融合多种优化策略后形成的基于重心反向学习(Centroid Opposition-Based Learning,COBL)和混沌搜索(Chaos Search,CS)的量子行为粒子群(Quantum-behaved Particle Swarm Optimization,QPSO)算法(简称为COBL-CS-QPSO算法)应用于二者的一维联合反演。通过联合反演可以从电阻率数据中提取层厚信息,弥补单独Rayleigh波反演难以精确解析层厚的问题;同时多策略算法的引入使解在搜索过程中不易陷入局部最优,并加强了不确定环境下的随机搜索效率。理论模型实验考虑了无噪声与有噪声以及已知模型层数与未知模型层数的多种情况,并使模型反演在宽泛的搜索区间内进行,最终取得了良好的反演效果。随后将该联合反演算法应用于实际数据,结果表明基于COBL-CS-QPSO算法的直流电与Rayleigh波联合反演在无钻孔信息或未知地下详细分层的条件下,能够获得相比于单独方法更为准确的结果。同时与自适应粒子群(APSO)算法的对比也体现了改进算法的反演优势。 展开更多
关键词 Rayleigh 波法 直流电法 联合反演 量子行为粒子算法 重心反向学习 混沌搜索 无限折叠的迭代混 沌映射 浅地表
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基于量子粒子群优化的支持向量机模型反演土力学参数
4
作者 刘月华 朱庆闯 毕乃晨 《建筑施工》 2025年第3期361-365,共5页
岩土的力学参数常通过室内或原位试验测得,因受尺寸效应和人为因素影响,有时试验值与真实值之间偏差会很大。为探索更多、更准确的岩土力学参数的确定方法,利用量子粒子群算法优化支持向量机后对岩土物理力学参数进行反演。首先采用正... 岩土的力学参数常通过室内或原位试验测得,因受尺寸效应和人为因素影响,有时试验值与真实值之间偏差会很大。为探索更多、更准确的岩土力学参数的确定方法,利用量子粒子群算法优化支持向量机后对岩土物理力学参数进行反演。首先采用正交和均匀试验对需要反演的参数进行设计,然后结合有限差分软件FLAC3D得到学习样本和测试样本,通过量子粒子群优化(QPSO)向量机模型(SVM)建立反演参数与位移间复杂的非线性映射关系。把地铁站点基坑在不同开挖工况下的地表产生的水平及竖向位移的计算值与实测值进行对比分析,以验证该分析理论及方法的合理性。由于不同参数变化能使目标函数值产生不相同的变化结果,故分别采用竖向和水平位移对泥炭质土的压缩模量E_s和泊松比μ进行反演,研究结果表明取竖向位移对E_s进行反演,水平位移对μ进行反演,其结果更合理。此分析方法为岩土参数反演方法提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 参数反演 支持向量机(SVM) 泥炭质土 量子粒子优化(qpso)
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量子行为粒子群优化算法在几何约束问题上的应用 被引量:2
5
作者 曹春红 唐川 +1 位作者 赵大哲 张斌 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1229-1232,共4页
几何约束问题可以等价为求解非线性方程组问题,同时也可以将几何约束问题转化为一个优化问题来求解.受经典粒子群优化算法和量子动力学启发,提出一种新的算法——量子行为粒子群优化算法(QPSO)来求解几何约束问题.在QPSO模型里,粒子的... 几何约束问题可以等价为求解非线性方程组问题,同时也可以将几何约束问题转化为一个优化问题来求解.受经典粒子群优化算法和量子动力学启发,提出一种新的算法——量子行为粒子群优化算法(QPSO)来求解几何约束问题.在QPSO模型里,粒子的状态不再通过位置和速度来决定,而是通过一个波函数来确定.这种算法的主要优点就是可以在感兴趣的问题上保持种群的多样性.实验结果表明,该方法可以提高几何约束求解的效率和收敛性. 展开更多
关键词 几何约束求解 粒子优化算法 量子行为粒子优化算法 波函数
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基于量子行为粒子群优化算法的河道糙率反演 被引量:5
6
作者 张梦泽 刘远洪 +2 位作者 王苓如 王思琪 王文民 《人民黄河》 CAS 北大核心 2015年第2期26-29,共4页
糙率是河道水动力模型的重要参数,在模型中敏感性高,但其在实际工作中难以准确测定。量子行为粒子群算法(QPSO)是粒子群算法的发展,相对于粒子群算法,在全局收敛和收敛率上有很大提高。将量子行为粒子群优化算法与一维河道水动力模型耦... 糙率是河道水动力模型的重要参数,在模型中敏感性高,但其在实际工作中难以准确测定。量子行为粒子群算法(QPSO)是粒子群算法的发展,相对于粒子群算法,在全局收敛和收敛率上有很大提高。将量子行为粒子群优化算法与一维河道水动力模型耦合,建立河道糙率反演模型,并在淮河干流蚌埠到花园咀河段进行了模拟,取得了较好的效果。与其他糙率反演算法相比,该算法具有理论简单、参数少、易于编程实现、通用性强等优点。 展开更多
关键词 河道 水流模拟 量子行为粒子算法 糙率 参数反演
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基于演化历史信息的自变异协同量子行为粒子群优化算法 被引量:4
7
作者 赵吉 傅毅 梅娟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2900-2907,共8页
提出一种基于演化历史信息的自变异协同量子行为粒子群优化算法(ESH-CQPSO).该算法采用二维空间分割树结构记录群体演化过程中的位置和适应值,借助群体之间的协同机制确保增强搜索能力,提高优化性能,防止过早收敛.通过空间分割机制可以... 提出一种基于演化历史信息的自变异协同量子行为粒子群优化算法(ESH-CQPSO).该算法采用二维空间分割树结构记录群体演化过程中的位置和适应值,借助群体之间的协同机制确保增强搜索能力,提高优化性能,防止过早收敛.通过空间分割机制可以获得一个快速的近似适应度函数.这个近似值可以提高ESH-CQPSO中的变异策略,使得相应的变异操作是一种无参数、多样性的自适应变异.对比其他传统算法,通过对标准测试函数的实验结果表明,ESH-CQPSO算法在处理多峰和单峰测试函数时具有更好的优化性能,收敛精度和收敛速度都得到了提高,证明该算法的有效性. 展开更多
关键词 量子行为粒子优化 演化历史信息 自适应变异 二维空间分割 协同方式
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基于量子行为粒子群优化算法的路径规划 被引量:3
8
作者 高晓巍 《科技通报》 北大核心 2013年第7期143-146,共4页
针对移动机器人的路径规划问题,提出了一种基于QPSO算法的改进算法。在QPSO算法的随机初始化阶段,种群的多样性较高,但随着进化的推进,个体的差异性减小,粒子群的多样性降低,致使算法容易陷入局部最优而出现早熟现象。针对这一不足,利... 针对移动机器人的路径规划问题,提出了一种基于QPSO算法的改进算法。在QPSO算法的随机初始化阶段,种群的多样性较高,但随着进化的推进,个体的差异性减小,粒子群的多样性降低,致使算法容易陷入局部最优而出现早熟现象。针对这一不足,利用正态云模型的随机性和稳态倾向性,引入云模型的变异操作,使进化算法的优点与量子行为粒子群算法充分结合起来,提高QPSO在路径搜索中的性能。通过QPSO算法与改进的QPSO算法的仿真实验表明云模型变异操作的引入有效地避免了种群陷入局部搜索,较大程度上提高了路径搜索的速度。 展开更多
关键词 量子行为粒子算法 路径规划 变异操作 云模型
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基于改进量子粒子群算法的叶片延长翼型厚度优化设计
9
作者 周晓东 肖正江 +1 位作者 杨坤鹏 牛保佳 《节能技术》 CAS 2024年第4期345-352,共8页
针对如何平衡载荷与升阻比以优化翼型厚度的问题,采用一种改进量子粒子群算法(IQPSO)对翼型厚度进行计算优化,以国产某2 MW风机为例,通过对延长前后的叶尖速比、风能利用率、叶根载荷、升阻比、功率以及发电量等试验数据对比分析来验证... 针对如何平衡载荷与升阻比以优化翼型厚度的问题,采用一种改进量子粒子群算法(IQPSO)对翼型厚度进行计算优化,以国产某2 MW风机为例,通过对延长前后的叶尖速比、风能利用率、叶根载荷、升阻比、功率以及发电量等试验数据对比分析来验证所采用的方法。验证结果显示,叶片延长后,优化翼型厚度为15%。同时,在升阻比平均提高约3.156%的基础上,叶根增加载荷水平在Mx、My、Mz方向上最多分别提高了12.3%、12.7%、12.5%,且均在安全范围13%内,发电量相较于历史水平提升34.71%。从而表明通过采用IQPOS进行叶片翼型厚度优化后,在满足叶片承受载荷的前提下,能够显著提高升阻比,可实现风力发电机的性能提升,达到稳定提高发电量的目的。 展开更多
关键词 改进量子粒子算法 叶片延长 翼型厚度优化 气动性能
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基于量子行为粒子群算法的装配序列优化方法
10
作者 陈虎 刘西 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2015年第5期99-103,共5页
针对装配序列规划(ASP)过程中产生的大量不可行的装配序列问题,提出了一种基于量子行为粒子群算法(QPSO)的装配序列优化方法。该算法根据ASP特点,在排序空间定义了粒子的位置和速度以及相关的逻辑运算,并基于装配序列的几何可行性、装... 针对装配序列规划(ASP)过程中产生的大量不可行的装配序列问题,提出了一种基于量子行为粒子群算法(QPSO)的装配序列优化方法。该算法根据ASP特点,在排序空间定义了粒子的位置和速度以及相关的逻辑运算,并基于装配序列的几何可行性、装配操作的稳定性、装配操作的聚合性以及装配重定向次数构建了综合评价函数,然后将粒子进行量子化,使粒子能遍历到整个粒子空间以搜索全局最优解,克服了一般算法局部收敛的缺点。实例分析对比表明:该算法是一种能解决复杂产品装配序列规划优化问题的有效方法。 展开更多
关键词 量子行为 粒子算法 局部收敛 复杂产品 装配序列规划
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基于具有量子行为的离散粒子群算法的作战飞机分散式加油车辆调度优化问题研究
11
作者 王世宏 雍岐东 +1 位作者 夏正义 李耀 《物流技术》 北大核心 2013年第4期265-268,共4页
针对战时情况下多机种综合保障基地作战飞机分散式加油车辆调度优化的实际问题,基于设备设施能力的约束,以最小化加油车最大完工时间为目标函数,建立了符合实际情况的数学模型。在问题求解方面,将量子行为引入基本PSO算法,构建出一种性... 针对战时情况下多机种综合保障基地作战飞机分散式加油车辆调度优化的实际问题,基于设备设施能力的约束,以最小化加油车最大完工时间为目标函数,建立了符合实际情况的数学模型。在问题求解方面,将量子行为引入基本PSO算法,构建出一种性能更好的QDPSO算法。实验表明,该算法能弥补基本PSO算法易陷入局部最优和早熟收敛的不足,在全局和局部解空间搜索效率和质量上表现更优,能够很好地解决所研究的问题。 展开更多
关键词 多机种作战飞机 加油车 调度优化 量子行为 粒子算法
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具有量子行为的粒子群优化算法惯性权重研究及应用
12
作者 贺伟 邱毅娇 唐普英 《现代电子技术》 2008年第20期159-161,168,共4页
在研究惯性权重对基本PSO算法影响的基础上,根据惯性权重对粒子群算法影响的特点,采用4种惯性权重策略对一种新的具有量子行为的粒子群算法的速度进行调节,比较每种算法的性能,从中找到一种新的性能更好的改进算法,将其用于求解0-1背包... 在研究惯性权重对基本PSO算法影响的基础上,根据惯性权重对粒子群算法影响的特点,采用4种惯性权重策略对一种新的具有量子行为的粒子群算法的速度进行调节,比较每种算法的性能,从中找到一种新的性能更好的改进算法,将其用于求解0-1背包问题。实验结果表明较好地选择惯性权重参数对算法的性能有很大提高,该改进算法在求解0-1背包问题中具有高效性,提高了最优解的精度,同时具有较快的收敛速度。 展开更多
关键词 粒子优化算法 量子行为 惯性权重 递减策略 0—1背包问题
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一种基于粒子群优化方法的改进量子遗传算法及应用 被引量:33
13
作者 周殊 潘炜 +2 位作者 罗斌 张伟利 丁莹 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期897-901,共5页
本文采用粒子群优化(PSO)方法代替量子门来更新量子比特状态,得到一种改进的量子遗传算法(QGA)———PSQGA,并根据QGA自身概率特性,引入了最优解方差函数来评价该算法的稳定性能.利用四种典型连续函数寻优问题和0/1背包问题,分别对PSQG... 本文采用粒子群优化(PSO)方法代替量子门来更新量子比特状态,得到一种改进的量子遗传算法(QGA)———PSQGA,并根据QGA自身概率特性,引入了最优解方差函数来评价该算法的稳定性能.利用四种典型连续函数寻优问题和0/1背包问题,分别对PSQGA和改进的使用量子门的量子遗传算法(IQGA)进行了测试;并将它们应用到图像稀疏分解的实例中.结果表明,PSQGA算法的寻优能力及稳定性均优于IQGA,且具有更好的收敛性以及更强的连续空间搜索能力,适合于求解复杂优化问题. 展开更多
关键词 量子遗传算法 量子计算 粒子优化 0/1背包问题 稀疏分解
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基于多轮升维策略与改进量子行为粒子群优化算法的热导率函数估计方法 被引量:1
14
作者 席振翔 于帆 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期670-676,共7页
将改进的量子行为粒子群优化算法应用于材料热导率函数估计问题中,并提出了一种多轮升维策略对算法的搜索过程进行优化,形成了一种鲁棒性强且高效的反演方法。通过数值实验测试了该方法在测量误差以及系统误差下的表现,并对不同粒子群... 将改进的量子行为粒子群优化算法应用于材料热导率函数估计问题中,并提出了一种多轮升维策略对算法的搜索过程进行优化,形成了一种鲁棒性强且高效的反演方法。通过数值实验测试了该方法在测量误差以及系统误差下的表现,并对不同粒子群优化算法的性能进行了比较研究。结果表明,采用的反演方法能够在较大的搜索范围与反演维度下稳定收敛,对测量误差的敏感度较低;提出的多轮升维策略能够使各类粒子群优化算法在热导率函数估计问题中的搜索效率得到提升。 展开更多
关键词 热导率函数估计 反演方法 改进的量子行为粒子优化算法 多轮升维策略 搜索效率提升
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基于量子粒子群算法的门式刚架结构抗风优化 被引量:6
15
作者 傅继阳 钟亮 +2 位作者 黄友钦 王艳萍 徐安 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期845-850,共6页
为弥补目前结构抗风优化仅针对高层建筑的不足,采用量子粒子群算法对一大跨屋盖结构进行了抗风优化.基于风洞试验数据库获得等效静力风荷载,并根据型钢表组成离散变量搜索空间.通过约束违反协调系数,构造了一种新的适应值模型,进一步建... 为弥补目前结构抗风优化仅针对高层建筑的不足,采用量子粒子群算法对一大跨屋盖结构进行了抗风优化.基于风洞试验数据库获得等效静力风荷载,并根据型钢表组成离散变量搜索空间.通过约束违反协调系数,构造了一种新的适应值模型,进一步建立了粒子越界处理方法,以保证优化的可行性和收敛性.通过10次运行计算以确定门式刚架的最优设计,并在全风向角下对优化结果进行校核.研究结果表明,目标函数随迭代单调递减收敛,总质量标准差仅为其平均值的4%,平均迭代24次,说明量子粒子群算法用于门式刚架抗风优化具有较好的健壮性和计算效率. 展开更多
关键词 量子粒子算法 门式刚架 抗风优化 约束违反协调系数 越界处理
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基于单纯形法的量子粒子群优化算法 被引量:11
16
作者 任小康 郝瑞芝 +1 位作者 孙正兴 史变霞 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2010年第1期154-157,共4页
针对粒子群优化算法容易陷入局部极值点,进化后期收敛慢和优化精度较差等缺点,提出了将单纯形搜索法与量子粒子群算法混合的改进算法,更好的平衡了全局搜索和局部搜索能力.仿真结果表明,该算法效率高、优化性能好,其性能远远优于一般的... 针对粒子群优化算法容易陷入局部极值点,进化后期收敛慢和优化精度较差等缺点,提出了将单纯形搜索法与量子粒子群算法混合的改进算法,更好的平衡了全局搜索和局部搜索能力.仿真结果表明,该算法效率高、优化性能好,其性能远远优于一般的粒子群算法与量子粒子群算法. 展开更多
关键词 量子粒子算法 单纯形法 全局优化
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基于量子粒子群优化算法的无人艇航线规划 被引量:17
17
作者 金建海 孙俊 +1 位作者 张安通 张波 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期352-361,共10页
针对目前无人艇主流航线规划算法存在效率低、收敛速度慢或易陷入局部最优等问题,文章将具有较强全局搜索能力的量子粒子群优化(QPSO)算法用于求解无人艇最优航线规划并结合人工势场思想进行针对性改进应用,仿真实验结果表明,该方法寻... 针对目前无人艇主流航线规划算法存在效率低、收敛速度慢或易陷入局部最优等问题,文章将具有较强全局搜索能力的量子粒子群优化(QPSO)算法用于求解无人艇最优航线规划并结合人工势场思想进行针对性改进应用,仿真实验结果表明,该方法寻优能力强、收敛速度快、稳定性好,可较好地适用于不同环境下无人艇航线规划。 展开更多
关键词 无人艇 航线规划 量子粒子优化算法 势场法
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基于正态云模型的自适应变异量子粒子群优化算法 被引量:10
18
作者 关学忠 皇甫旭 +2 位作者 李欣 佟宇 聂品磊 《电子设计工程》 2016年第8期64-67,71,共5页
为提高量子粒子群算法的寻优能力,文中提出一种新的正态云模型自适应变异量子粒子群算法。该方法采用正态云模型优化策略,引入自身最差粒子和全局最差粒子,结合自身最优粒子和全局最优粒子自适应调整势阱中心位置与收缩-扩张系数,每次... 为提高量子粒子群算法的寻优能力,文中提出一种新的正态云模型自适应变异量子粒子群算法。该方法采用正态云模型优化策略,引入自身最差粒子和全局最差粒子,结合自身最优粒子和全局最优粒子自适应调整势阱中心位置与收缩-扩张系数,每次迭代后生成的新粒子,以一定概率采用正态云模型对粒子进行变异操作。最后标准函数极值优化的实验结果表明,该算法的单步迭代时间较长但优化能力较同类算法有大幅度提高。 展开更多
关键词 云模型 量子粒子 粒子 算法优化
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量子行为的粒子群算法在叠前AVO反演中的应用 被引量:3
19
作者 严哲 顾汉明 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期516-519,共4页
量子行为的粒子群优化算法突破了粒子群优化算法所遵循的牛顿随机搜寻,在搜索过程中加入了量子运动,既改善了全局优化的能力和收敛速度,又减少了算法中需要控制的参数,有效地解决了传统粒子群优化算法无法收敛到全局最优解的问题。基于... 量子行为的粒子群优化算法突破了粒子群优化算法所遵循的牛顿随机搜寻,在搜索过程中加入了量子运动,既改善了全局优化的能力和收敛速度,又减少了算法中需要控制的参数,有效地解决了传统粒子群优化算法无法收敛到全局最优解的问题。基于量子行为的粒子群优化算法原理简单,需要控制的参数很少,易于实现,可以进一步用于多参数、多极值地球物理反演。本文使用基于量子行为的粒子群优化算法进行叠前AVO弹性参数反演,无噪声和加噪声模型的反演结果说明了算法的有效性和稳定性,以及良好的抗噪性。 展开更多
关键词 粒子优化算法 量子行为 AVO反演 弹性参数 全局收敛
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基于量子粒子群优化算法的图像分割方法 被引量:5
20
作者 黄洋文 王红亮 《电视技术》 北大核心 2010年第4期16-18,47,共4页
利用量子粒子群优化算法(QPSO)对二维Fisher准则图像分割评价函数进行了全局优化,提高了分割阈值的求解速度。并针对量子粒子群优化算法存在收敛性差、易早熟的问题,提出了量子粒子群优化算法和邻域搜索双重寻优的改进算法。实验结果表... 利用量子粒子群优化算法(QPSO)对二维Fisher准则图像分割评价函数进行了全局优化,提高了分割阈值的求解速度。并针对量子粒子群优化算法存在收敛性差、易早熟的问题,提出了量子粒子群优化算法和邻域搜索双重寻优的改进算法。实验结果表明,改进后的分割方法具有良好的分割效果和求解速度。寻找到的最佳阈值与二维Fisher准则函数算法完全相同,而阈值求解时间只有二维Fisher准则函数算法的1/3。 展开更多
关键词 图像分割 二维Fisher准则函数 量子粒子优化算法
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