[發明專利]生物醫學數據特征選擇方法及裝置、計算設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202110393715.8
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112908416A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 宗欣露;劉詩芹;葉志偉;王春枝;劉偉
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G16B20/30
• 分類號: G16B20/30;G06K9/62;G06N3/12
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 楊用玲

1.一種生物醫學數據特征選擇方法，其特征在于，包括：

S1.提取生物醫學數據集中的特征構成原始特征集合；

S2.根據所述原始特征集合，對種群進行初始化得到初始種群，并設置生物醫學數據特征選擇所需的參數，其中，所述種群為生物醫學數據原始特征集合中隨機生成的n種特征組合的集合，n為種群的大小；

S3.將初始種群中的個體映射為相應的特征組合，通過適應度函數計算種群中個體的適應度值，其中，所述個體為生物醫學數據的特征組合集合中的一組特征組合，適應度值由分類精度和被選擇的生物醫學數據特征個數占總特征個數的比例共同表示；

S4.利用輪盤賭選擇對所述初始種群進行三系種群的劃分，其中，適應度值處于第一閾值范圍的個體以第一概率選擇進入保持系，并以第二概率待選擇進入恢復系和不育系；

S5.分別隨機從不育系和保持系中選擇個體作為父本和母本進行雜交操作，即將父本和母本的基因通過重新組合產生新的基因序列，分別計算第一新個體和參與雜交的不育系個體的適應度值，從中選擇適應度值處于第二閾值范圍的個體的基因保留至下一代，其中，所述基因為個體對應的特征組合中的每一個特征的狀態，每個基因都有兩種狀態，分別是被選擇和不被選擇，每個個體中基因的長度與總特征個數相等；

S6.隨機選擇恢復系中的個體進行自交操作，計算出第二新個體的適應度值并跟自交前的個體的適應度值進行比較，若第二新個體的適應度值優于自交前個體的適應度值，就用產生的第二新個體替換原始個體，此時將該個體的自交次數記為0；否則不替換，該個體的自交次數加1；

S7.當達到最大自交次數時，對恢復系個體進行重置操作，在搜索空間中隨機選擇一組基因序列替換原始個體，并將自交次數歸0；

S8.判斷是否滿足終止條件，其中，終止條件設為達到最大迭代次數，若否，則返回執行所述S3；若是，則轉到執行S9；

S9.輸出全局最優的個體，該個體可對應為全局最優的特征組合，即算法中每個個體的每一維基因都有兩個候選值，即0或者1，“0”表示該基因對應的特征未被選擇，“1”表示該基因對應的特征被選擇。

2.如權利要求1所述的生物醫學數據特征選擇方法，其特征在于，所述根據所述原始特征集合，對種群進行初始化得到初始種群，并設置生物醫學數據特征選擇所需的參數具體包括：

種群初始化，得到初始種群：X＝{x₁，x₂，...x_i...，x_n}，其中，X為初始種群，x_i為種群中的個體，表示第i個個體的第j個基因；

設置生物醫學數據特征選擇所需的參數包括：

種群大小n(n一般為3的倍數)；

每個個體的基因序列長度為L；

最大迭代次數T_max；

最大自交次數ST_max；

并令初始時迭代次數t＝0，自交次數ST＝0。

3.如權利要求1所述的生物醫學數據特征選擇方法，其特征在于，所述雜交操作具體包括：

分別隨機從不育系和保持系中選擇個體作為父本和母本，將父本和母本的基因通過重新組合產生新的基因序列，分別計算新個體和參與雜交的不育系個體的適應度值，從中選擇適應度值低的個體的基因保留至下一代，通過雜交產生新個體的基因的公式為：

其中，

表示第i個水稻種子的基因序列中的第j個基因；

和分別表示不育系和保持系中的第k個水稻種子的基因序列中的第j個基因，r₁，r₂為[-1,1]之間的隨機數，且r₁+r₂≠0。