多目标优化怎么偏向某个目标?通过参考点的方式可以解决

2023-10-20 17:36

本文主要是介绍多目标优化怎么偏向某个目标?通过参考点的方式可以解决,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

通过参考点的方式可以使算法偏向某个目标,其中这些参考点的某些性质符合你所需要偏向的这个目标, 例如决策者偏好的分子是活性较好的分子,那么优化后的分子也会是这个偏好


一、基于参照点集合的方法概述

近年来出现了一类基于参照点集的超多目标演化算法。这类方法使用一个参照点集合来评价解的优劣。因此,搜索的过程由选中的参照点集合来指导方向。 这类方法有两个关键点:

  1. (a)如何构造参照点集合?
  2. (b)如何使用参照点集合来比较解的优劣?

如表2.10所示,这类方法包含三种:

  1. Two Archive Algorithms(TAAs)【从历史解和当前种群中选择解来构建参照点集合】
  2. Many Objective NSGA-II (NSGA-III)、【使用一组虚拟的理想解作为搜索目标】
  3. Taxi-Cab Surface Evolutionary Algorithm(TC-SEA)【使用一组虚拟的理想解作为搜索目标】

TAA 从历史解和当前种群中选择解来构建参照点集合,而  NSGA-II 和TC-SEA, 则使用一组虚拟的理想解作为搜索目标。对于虚拟解来说, 我们只知道其在目标空间的位置,但是并不知道其决策变量的取值。

1) 基于真实参照点集合的算法

在l2,128]中,作者提出了一种新颖的两档案算法 two archive algorithm(TAA) 以及它的改进版(Two Arch2)。 该算法将非支配解分为两个档案保存:收敛性档案(Convergence Archive,CA)和多样性档案(Diversity Archive, DA)。收敛性档案可以被看成是在线更新的参照点集合,只包含那些曾经支配过别的解的非支配解。当收敛性档案和多样性档案的解的个数超过限制时,多样性档案中的解根据它和收敛性文档距离进行筛选,距离最近的会被迭代式的删除,直到满足数量要求。实验结果显示,在相当的多样性指标的基础上, TAA[2]和其最新的变种 (Two Arch2)在收敛性能上显著优于其他当前最优的超多目标演化算法。算法也被应用到现实问题上,如软件工程30]和传感器网络协议优化。

2)基于虚拟参照点集合的方法

与TAA 不同, NSGA-III  TC-SEA 使用目标空间里的虚拟点来构造参照点集合。但是,两个算法的选择机制略有不同。

为了降低NSGA-  在超多目标优化问题上的性能退化, NSGA-III 将原来的基于拥塞距离 (crowding distance) 的多样性保持机制,替换成了基于参照点集合的小生境保持策略[52]。在确定了超平面上的参照点之后,种群个体进行归一化。然后,根据到参照点和圆点连线的投影距离每个个体指定给距离最近的那个参照点。进行选择时,优先从关联的种群个体最多的参照点的关联解中进行选择并删除。这种机制使得各个搜索方向的搜索能力得到了平衡。实验结果显示, NSGA-III在最多10目标的测试问题上得到优异的性能1521.此外,作者还研究了  算法的自适应版本,得到了更好的种群分布。

Taxi-Cab Surface Evolutionary Algorithm(TC-SEA)|129]与 NSGA-III 相比主要有以下不同:首先, TC-SEA 使用了在线构造的参照点集合而NSGA-Ⅲ 使用的是预定义好的参照点集合。其次, TC-SEA 关联解和参照点是距离是出租车距离,而NSGA-Ⅲ 使用的是垂线段长度。最后,TC-SEA 利用了出租车距离的排名和数值作为两个排序标准,而NSGA-II 主要根据小生境的拥挤程度来进行选择。 TC-SEA 在DTLZ 测试集合上进行了实验验证

二、可以使用的参考点的方式有哪些: 

参考点在多目标优化的进化算法中,特别是在NSGA-III和RVEA等算法中,起着关键的作用。它们被用作引导算法搜索的方向或帮助算法决策解的分配。

选择参考点的目的是为了捕获Pareto前沿的多样性,即覆盖整个Pareto优化解的范围。下面是参考点选择的常见方法:

  1. 均匀分布的参考点:这是最常用的方法,特别是在NSGA-III中。对于两个目标的情况,参考点可能是在单位超球上均匀分布的点。对于多于两个目标的情况,参考点的选择稍微复杂一些,但目的是相同的:确保参考点覆盖整个目标空间。

  2. 基于历史信息的参考点:在某些算法中,可以使用先前迭代中得到的信息来调整或选择新的参考点。【使用历史中性质优质的分子作为参考点

  3. 基于决策者偏好的参考点:如果决策者对优化结果有明确的偏好,可以使用这些信息来定义参考点。例如,决策者可能更关心某个特定目标或希望某个目标在一个特定范围内。【将一些性质好的分子(例如活性)提前抽取出来,然后作为参考点指导模型

  4. 动态调整参考点:在优化过程中,根据当前解的分布或性质,动态地调整参考点位置。例如,如果某个区域的解过于拥挤,可以调整参考点以引导搜索到其他区域。

当选择或生成参考点时,重要的是确保参考点能够覆盖整个Pareto前沿或决策者关心的区域,并且在不同的目标之间保持均匀分布,以确保解的多样性。

这篇关于多目标优化怎么偏向某个目标?通过参考点的方式可以解决的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/248627

相关文章

Vue3 的 shallowRef 和 shallowReactive:优化性能

大家对 Vue3 的 ref 和 reactive 都很熟悉,那么对 shallowRef 和 shallowReactive 是否了解呢? 在编程和数据结构中,“shallow”(浅层)通常指对数据结构的最外层进行操作,而不递归地处理其内部或嵌套的数据。这种处理方式关注的是数据结构的第一层属性或元素,而忽略更深层次的嵌套内容。 1. 浅层与深层的对比 1.1 浅层(Shallow) 定义

AI绘图怎么变现?想做点副业的小白必看!

在科技飞速发展的今天,AI绘图作为一种新兴技术,不仅改变了艺术创作的方式,也为创作者提供了多种变现途径。本文将详细探讨几种常见的AI绘图变现方式,帮助创作者更好地利用这一技术实现经济收益。 更多实操教程和AI绘画工具,可以扫描下方,免费获取 定制服务:个性化的创意商机 个性化定制 AI绘图技术能够根据用户需求生成个性化的头像、壁纸、插画等作品。例如,姓氏头像在电商平台上非常受欢迎,

W外链微信推广短连接怎么做?

制作微信推广链接的难点分析 一、内容创作难度 制作微信推广链接时,首先需要创作有吸引力的内容。这不仅要求内容本身有趣、有价值,还要能够激起人们的分享欲望。对于许多企业和个人来说,尤其是那些缺乏创意和写作能力的人来说,这是制作微信推广链接的一大难点。 二、精准定位难度 微信用户群体庞大,不同用户的需求和兴趣各异。因此,制作推广链接时需要精准定位目标受众,以便更有效地吸引他们点击并分享链接

HDFS—存储优化(纠删码)

纠删码原理 HDFS 默认情况下,一个文件有3个副本,这样提高了数据的可靠性,但也带来了2倍的冗余开销。 Hadoop3.x 引入了纠删码,采用计算的方式,可以节省约50%左右的存储空间。 此种方式节约了空间,但是会增加 cpu 的计算。 纠删码策略是给具体一个路径设置。所有往此路径下存储的文件,都会执行此策略。 默认只开启对 RS-6-3-1024k

使用opencv优化图片(画面变清晰)

文章目录 需求影响照片清晰度的因素 实现降噪测试代码 锐化空间锐化Unsharp Masking频率域锐化对比测试 对比度增强常用算法对比测试 需求 对图像进行优化,使其看起来更清晰,同时保持尺寸不变,通常涉及到图像处理技术如锐化、降噪、对比度增强等 影响照片清晰度的因素 影响照片清晰度的因素有很多,主要可以从以下几个方面来分析 1. 拍摄设备 相机传感器:相机传

电脑桌面文件删除了怎么找回来?别急,快速恢复攻略在此

在日常使用电脑的过程中,我们经常会遇到这样的情况:一不小心,桌面上的某个重要文件被删除了。这时,大多数人可能会感到惊慌失措,不知所措。 其实,不必过于担心,因为有很多方法可以帮助我们找回被删除的桌面文件。下面,就让我们一起来了解一下这些恢复桌面文件的方法吧。 一、使用撤销操作 如果我们刚刚删除了桌面上的文件,并且还没有进行其他操作,那么可以尝试使用撤销操作来恢复文件。在键盘上同时按下“C

内核启动时减少log的方式

内核引导选项 内核引导选项大体上可以分为两类:一类与设备无关、另一类与设备有关。与设备有关的引导选项多如牛毛,需要你自己阅读内核中的相应驱动程序源码以获取其能够接受的引导选项。比如,如果你想知道可以向 AHA1542 SCSI 驱动程序传递哪些引导选项,那么就查看 drivers/scsi/aha1542.c 文件,一般在前面 100 行注释里就可以找到所接受的引导选项说明。大多数选项是通过"_

如何解决线上平台抽佣高 线下门店客流少的痛点!

目前,许多传统零售店铺正遭遇客源下降的难题。尽管广告推广能带来一定的客流,但其费用昂贵。鉴于此,众多零售商纷纷选择加入像美团、饿了么和抖音这样的大型在线平台,但这些平台的高佣金率导致了利润的大幅缩水。在这样的市场环境下,商家之间的合作网络逐渐成为一种有效的解决方案,通过资源和客户基础的共享,实现共同的利益增长。 以最近在上海兴起的一个跨行业合作平台为例,该平台融合了环保消费积分系统,在短

webm怎么转换成mp4?这几种方法超多人在用!

webm怎么转换成mp4?WebM作为一种新兴的视频编码格式,近年来逐渐进入大众视野,其背后承载着诸多优势,但同时也伴随着不容忽视的局限性,首要挑战在于其兼容性边界,尽管WebM已广泛适应于众多网站与软件平台,但在特定应用环境或老旧设备上,其兼容难题依旧凸显,为用户体验带来不便,再者,WebM格式的非普适性也体现在编辑流程上,由于它并非行业内的通用标准,编辑过程中可能会遭遇格式不兼容的障碍,导致操

MySQL高性能优化规范

前言:      笔者最近上班途中突然想丰富下自己的数据库优化技能。于是在查阅了多篇文章后,总结出了这篇! 数据库命令规范 所有数据库对象名称必须使用小写字母并用下划线分割 所有数据库对象名称禁止使用mysql保留关键字(如果表名中包含关键字查询时,需要将其用单引号括起来) 数据库对象的命名要能做到见名识意,并且最后不要超过32个字符 临时库表必须以tmp_为前缀并以日期为后缀,备份