一种基于改进遗传算法的海量控制点下仿射变换求解方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进遗传算法的海量控制点下仿射变换求解方法，针对面向海量控制点下的仿射变换参数求解问题，采用以上改进遗传算法处理。这里算法的“改进”主要体现在算法流程上最基本的“先选择‑再交叉‑再变异”之后额外加入的“再筛选操作”，它是建立于以上合理的编码和解码方式、选择算子、交叉算子及其交叉概率、变异算子及其变异概率的基础上。本发明专利技术提出的最优化新方法，不仅算的相对准确，而且算法相对较快，并且能够解决最优化问题候选解较多，即仿射变换参数最优化求解时控制点较多的特殊问题。

An improved genetic algorithm based affine transformation method for massive control points

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进遗传算法的海量控制点下仿射变换求解方法
本专利技术涉及计算机科学与地理信息科学领域，尤其涉及的是一种基于改进遗传算法求解海量控制点下仿射变换参数计算的最优化方法。
技术介绍
首先给予研究背景和研究现状的介绍，包括介绍仿射变换的概念和坐标变换，尤其是仿射变换的应用场景和意义，回顾传统最优化算法以及群智能优化算法的发展现状、阐述基于最优化算法实现仿射变换的国内外研究现状、阐述仿射变换对于海量控制点的主观需求和海量控制点客观获取的有利条件。具体如下：(1)回顾面向仿射变换的参数求解在现实2D/3D环境中，存在许多坐标变换类型，比如由平移(Translation)和旋转(Rotation)形成的刚性变换(RigidTransformation,也成欧式变换)，如附图1所示。以上刚性变换再加上等比例缩放(Isotropicscaling)就构成了相似变换(SimilitudeTransformation)。针对缩放(scaling)，除了以上等比例缩放外，还有非等比例缩放，非等比例缩放操作可能产生对称(Reflection)；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进遗传算法的海量控制点下仿射变换求解方法，其特征在于，采用八元组给予表达，如公式(6)：/nIGAATLCP＝{ED,SEL,CR,MT,P,PRO,POP,ITER} (6)/n其中，IGAATLCP是Improved Genetic Algorithm for Affine Transformation underLots of Control Points的缩写，即在大量控制点情况下仿射变换求参的改进遗传算法；ED是编码与解码方式；SEL是选择算子；CR是交叉和重组算子；MT是变异算子；P是交叉概率与变异概率；PRO是遗传算法的算法流程；POP是种群规模；ITER是迭次收敛...

【技术特征摘要】
1.一种基于改进遗传算法的海量控制点下仿射变换求解方法，其特征在于，采用八元组给予表达，如公式(6)：
IGAATLCP＝{ED,SEL,CR,MT,P,PRO,POP,ITER}(6)
其中，IGAATLCP是ImprovedGeneticAlgorithmforAffineTransformationunderLotsofControlPoints的缩写，即在大量控制点情况下仿射变换求参的改进遗传算法；ED是编码与解码方式；SEL是选择算子；CR是交叉和重组算子；MT是变异算子；P是交叉概率与变异概率；PRO是遗传算法的算法流程；POP是种群规模；ITER是迭次收敛条件；具体包括以下步骤：
步骤一.确定方法的编码与解码方式ED，对于数值计算问题，包括测试函数的数值计算与仿射变换求参的数值计算，统一采用实数编码方式；对于旅行商问题，统一采用排列编码；
步骤二.确定方法的选择算子SEL，是指参照适应度函数，按照预先选定的策略随机从父代中挑选一些个体生存下来，剩下的个体则被淘汰，采用轮盘赌选择方法RWS；
步骤三.确定方法的交叉算子CR，是指仿照自然界基因传递的过程交配，对存活下来的父代个体的某些基因进行优化组合，采用部分匹配交叉算子PMX；
步骤四.确定方法的变异算子MT，是指对编码的某些位置上的基因按照一定概率进行改变或突变，采用逆转变异算子InvertMutation；
步骤五.确定方法的交叉概率和变异概率P，采用固定交叉概率和变异概率，固定交叉概率设置为0.5，固定变异概率设置为0.2；
步骤六.确定方法的遗传算法的算法流程PRO，采用如下公式(10)表达：
PRO-3＝{ED(Real-Integer+Permutation),SEL(RWS),CR(PMX),MT(InvertMutation),P(pc＝0.5,pm＝0.2),Child(Rank(MT+Parent)),ED}(10)
在以上公式(10)中，PRO-3表示改进的算法流程，ED(Real-Integer+Perm...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞昌彬，贺彪，陈学业，李晓明，赵志刚，田沁，郭晗，
申请(专利权)人：深圳市数字城市工程研究中心，
类型：发明
国别省市：广东;44