[發明專利]基于K-means聚類的多元宇宙算法的DNA存儲編碼優化方法

有效

• 申請號: 201910796324.3
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110533096B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王賓;曹犇;周士華;張強;魏小鵬
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/12
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進

1.基于K-means聚類的多元宇宙算法的DNA存儲編碼優化方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

步驟1：生成初始宇宙種群為500個長度為6的DNA編碼序列，初始化約束參數:蟲洞存在概率WEP，旅行距離率TDR，最大迭代次數MAXIter；

步驟2：計算每個宇宙適應度，更新參數Best_universe，即最優適應度宇宙，根據每個宇宙適應度值對初始宇宙種群進行排序，選出最優適應度宇宙和最劣適應度宇宙，把當前適應度最優的作為初始宇宙集合；

步驟3：產生隨機數r₁依次通過輪盤賭選出宇宙產生白洞，與其他宇宙交換物質，所述宇宙的更新方式為:

其中x_wj代表的是第i個宇宙中的第j個物質，U_i代表的是第i個宇宙，NI(Ui)是第i個宇宙的標準適應度值；通過輪盤賭機制選出第w個宇宙的第j個物質為x_wj；其中r₁為[0,1]之間的隨機數；

步驟4：對于每個宇宙，產生一個隨機數r₂，判斷r₂和蟲洞存在概率WEP的大小，如果r₂小于洞存在概率WEP,則執行步驟5，反之則執行步驟8；

步驟5：產生兩個隨機數r₃、r₄，并根據隨機數r₄和旅行距離率TDR對宇宙物質進行更新，如果r₃0.5執行更新公式(2)，反之執行更新公式(3)，所述公式(2)和公式(3)分別為：

x_ij＝X_j+TDR×((ub_j-lb_j)×r₄+lb_j) (2)

x_ij＝X_j-TDR×((ub_j-lb_j)×r₄+lb_j) (3)

其中x_ij代表的是第i個宇宙中的第j個物質，X_j代表目前所創建的最佳宇宙的第j個物質，第j個物質的邊界分別是ub_j和lb_j，TDR是自適應的參數旅行距離率，r4是[0,1]區間的隨機數；

步驟6：把宇宙集合作為k均值聚類的輸入，分別用最佳適應度和最劣適應度宇宙為中心進行聚類；

步驟7：從最佳適應度類中取出與最劣適應度類相同的宇宙數，進行蟲洞交叉；

步驟8：計算步驟7得到的宇宙和初始宇宙是否滿足約束條件，若滿足即加入初始宇宙集合；

步驟9：判斷是否達到最大迭代次數，若是進行步驟10，否則返回步驟2；

步驟10：輸出步驟9得到的最大DNA序列編碼集合。