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数值优化中用于差分进化的一种快速高效随机对立学习

神经与进化计算 2020-05-27 v2

摘要

本文提出一种快速高效的随机对立学习(OBL)变体。OBL 是一种加速软计算算法收敛的机器学习概念,其核心是同时计算一个原始解及其对立解。最近提出的一种随机 OBL 变体 BetaCOBL,能够控制对立解的程度,保留原始解中的有用信息,并避免适应度评估的浪费。尽管与多种最先进的 OBL 变体相比,BetaCOBL 表现出卓越的性能,但其高昂的计算成本可能阻碍其在成本敏感型优化问题中的应用。同时,由于 BetaCOBL 假设给定问题的决策变量相互独立,它在优化不可分问题时可能效果不佳。本文提出一种改进的 BetaCOBL,以缓解所有这些局限性。所提出的算法称为 iBetaCOBL,通过使用线性时间多样性度量,将计算成本从 O(NP2D)O(NP^{2} \cdot D) 降至 O(NPD)O(NP \cdot D)NPNPDD 分别代表种群规模和维度)。此外,该算法利用多重指数交叉保留彼此相邻的强依赖变量。我们使用差分进化(DE)变体来评估所提算法的性能。在 58 个测试函数集上的性能评估结果表明,与包括 BetaCOBL 在内的十种最先进的 OBL 变体相比,iBetaCOBL 表现出色。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.08011,
  title  = {A Fast and Efficient Stochastic Opposition-Based Learning for Differential Evolution in Numerical Optimization},
  author = {Tae Jong Choi and Julian Togelius and Yun-Gyung Cheong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.08011},
  year   = {2020}
}