[發(fā)明專利]一種基于參考點(diǎn)非支配排序遺傳算法的多目標(biāo)特征選擇方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011009918.4
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112183608A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何發(fā)智;舒凌軒;胡訓(xùn);李浩然
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F16/2458;G06N3/12;G06N20/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅飛

1.一種基于參考點(diǎn)非支配排序遺傳算法的多目標(biāo)特征選擇方法，其特征在于，包括：

S1：對于輸入數(shù)據(jù)集，采用全局優(yōu)化算法來尋找一組帕累托子集，其中，一組帕累托子集為特征選擇的一組最優(yōu)解，為一組特征子集，全局優(yōu)化算法為參考點(diǎn)非支配排序遺傳算法，以相關(guān)性、互補(bǔ)性、分類精度、冗余度和特征數(shù)量為優(yōu)化目標(biāo)，使得相關(guān)性、互補(bǔ)性和分類精度最大，并使得冗余度和特征數(shù)量最小；

S2：計算帕累托子集的最佳分類精度值，并基于最佳精度值和預(yù)設(shè)參數(shù)δ找出δ準(zhǔn)等信息子集，根據(jù)找出的δ準(zhǔn)等信息子集消除劣等子集，得到最終的目標(biāo)δ準(zhǔn)等信息子集，其中，δ準(zhǔn)等信息子集用以表示與步驟S1中得到的特征子集的一個分類性能相近的子集，目標(biāo)δ準(zhǔn)等信息子集包含選擇出的目標(biāo)特征。

2.如權(quán)利要求1所述的多目標(biāo)特征選擇方法，其特征在于，S1具體包括：

S1.1：將輸入數(shù)據(jù)集分劃為訓(xùn)練集和測試集；

S1.2：采用參考點(diǎn)非支配排序遺傳算法初始化種群；

S1.3：在算法的每次迭代中計算每個個體的相關(guān)性、互補(bǔ)性、分類精度、冗余度和特征數(shù)量五個目標(biāo)值，并利用這些目標(biāo)值對種群進(jìn)行更新，其中，每個個體對應(yīng)一個特征；

S1.4：算法結(jié)束迭代后得到一組關(guān)于相關(guān)性、互補(bǔ)性和分類精度、冗余度和特征數(shù)量五個目標(biāo)值的一組帕累托有效解A，將其作為特征子集。

3.如權(quán)利要求1所述的多目標(biāo)特征選擇方法，其特征在于，S2具體包括：

S2.1：計算S1中得到的一組特征子集的最佳分類精度值，最佳分類精度值為分類精度的最大值；

S2.2：根據(jù)對分類性能的預(yù)期值設(shè)定預(yù)設(shè)參數(shù)δ，其中，預(yù)設(shè)參數(shù)δ用以衡量一個子集與S1中得到的特征子集是否具有相近的分類性能；

S2.3：基于最佳分類精度值和預(yù)設(shè)參數(shù)δ判斷基準(zhǔn)子集是否為步驟S1中的特征子集的δ準(zhǔn)等信息子集，判斷方法為：如果0＝δ＝1時，f(S_i)＝(1-δ)f(S_j)，則子集S_i與子集S_j具有準(zhǔn)同等的信息量，篩選出δ準(zhǔn)等信息子集，f表示分類性能指標(biāo)f，f(S_i)表示子集S_i的最佳分類精度值，f(S_j)表示子集S_j的最佳分類精度值；

S2.4：如果一個準(zhǔn)等信息子集S_k被另一個準(zhǔn)等信息子集S_p包含，并且S_k的分類精度值小于S_p，那么S_k被判定為劣等子集，將其消除，得到最終的目標(biāo)δ準(zhǔn)等信息子集。

4.一種基于參考點(diǎn)非支配排序遺傳算法的多目標(biāo)特征選擇系統(tǒng)，其特征在于，包括：

特征子集選擇模塊，用于對于輸入數(shù)據(jù)集，采用全局優(yōu)化算法來尋找一組帕累托子集，其中，一組帕累托子集為特征選擇的一組最優(yōu)解，為一組特征子集，全局優(yōu)化算法為參考點(diǎn)非支配排序遺傳算法，以相關(guān)性、互補(bǔ)性、分類精度、冗余度和特征數(shù)量為優(yōu)化目標(biāo)，使得相關(guān)性、互補(bǔ)性和分類精度最大，并使得冗余度和特征數(shù)量最小；

目標(biāo)特征選擇選擇模塊，用于計算帕累托子集的最佳分類精度值，并基于最佳精度值和預(yù)設(shè)參數(shù)δ找出δ準(zhǔn)等信息子集，根據(jù)找出的δ準(zhǔn)等信息子集消除劣等子集，得到最終的目標(biāo)δ準(zhǔn)等信息子集，其中，δ準(zhǔn)等信息子集用以表示與步驟S1中得到的特征子集的一個分類性能相近的子集，目標(biāo)δ準(zhǔn)等信息子集包含選擇出的目標(biāo)特征。

5.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，該程序被執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法。

6.一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法。