본 논문에서는 패턴생성을 위한 최적의 이진 위상 컴퓨터형성 홀로그램을 설계하기 위해 합성된 SA알고리듬 및 유전 알고리듬을 이용하였다. 제안된 방법의 탐색과정에서 sGA를 사용하여 BPCGH를 생성하고. 결과 홀로그램 패턴을 SA 알고리듬의 초기 랜덤 투과함수로 이용하여 최적의 BPCGH를 설계하였다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 독립적으로 사용된 SA 알고리듬과 유전 알고리듬을 비교한 결과 제안한 알고리듬이 회절 효율이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
Genetic algorithm (GA), which has a powerful searching ability and is comparatively easy to use and also to apply, is in the spotlight in the field of the optimization for mechanical systems these days. However, it also contains some problems of slow convergence and low efficiency caused by a huge amount of repetitive computation. To improve the processing efficiency of repetitive computation, some papers have proposed paralleled GA these days. There are some cases that mention the use of gray code or suggest using gray code partially in GA to raise its slow convergence. Gray code is an encoding of numbers so that adjacent numbers have a single digit differing by 1. A binary gray code with n digits corresponds to a hamiltonian path on an n-dimensional hypercube (including direction reversals). The term gray code is open used to refer to a reflected code, or more specifically still, the binary reflected gray code. However, according to proposed reports, gray code GA has lower convergence about 10-20% comparing with binary code GA without presenting any results. This study proposes new Full gray code GA (FGGA) applying a gray code throughout all basic operation fields of GA, which has a good data processing ability to improve the slow convergence of binary code GA.
본 논문에서는 압축적으로 센싱된 희소 신호를 복원하기 위한 유전 알고리듬(GA)에 기반한 직교 정합 추구 방법(GAOMP)을 제안한다. 최근에 제안된 SP, CoSaMP, gOMP 등은 매 반복 단계에서 부적절한 atom을 제거하여 희소 신호의 복원 성능을 개선하였다. 그러나 support set이 국소 최저에 빠져 신호 복원에 실패하는 경우가 발생한다. 제안된 GAOMP는 유전 알고리듬의 중요 연산자인 변이를 통해 support set이 국소 최저를 벗어날 수 있도록 도와주어 희소 신호의 복원 성능을 향상시킨다. 모의 실험을 통해 GAOMP가 여러 OMP 기반 알고리듬과 $l_1$ 최적화보다 우수한 신호 복원 성능을 보임을 알 수 있다.
본 연구는 유전 알고리듬, 타부탐색법 그리고 반응표면법등 최근 많이 사용하고 있는 프로그램들의 장점들을 결합한 새로운 조합 유전 알고리듬을 제안한다. 본 알고리듬은 반응표면법 및 심플렉스법을 사용하여 유전알고리듬의 약점으로 여겨지는 수렴속도를 항상시키도록 하였다. 또한 유전 알고리듬에서 램덤한 다양성을 제공하지만, 본 연구에서는 타부리스트를 이용하여 체계적인 다양성을 추구하도록 하였다. 그리고 전통적인 시험함수에 본 알고리듬을 적용함으로써 본 방법의 효율성을 입증하였고 그 결과를 유전 알고리듬의 결과와 비교하였다. 또한 새롭게 제안된 알고리듬을 선미부에 위치한 청수탱크의 중량최적화에 적용한 길과 전역최적해를 효율적으로 찾는 것을 입증하였다. 또한 반응표면법을 사용한 새로운 유전알고리듬의 경우 실제 추가적인 목적함수를 평가하기 위한 계산이 필요 없으므로 수렴속도가 일반 유전 알고리듬보다 향상 되었음을 알 수 있었다. 마지막으로 제안된 조합 유전 알고리듬은 전역탐색능력과 수렴속도 측면에서 매우 강력한 전역 최적화 알고리듬임을 알 수 있었다.
이 연구는 유전 알고리듬, 타부탐색법 그리고 반응표면법등 최근 많이 사용하고 있는 프로그램들의 장점들을 결합한 새로운 조합 유전 알고리듬을 제안한다. 이 알고리듬은 반응표면법 및 심플렉스법을 사용하여 유전알고리듬의 약점으로 여겨지는 수렴속도를 항상 시키도록 하였다. 또한 유전 알고리듬에서 램덤 한 다양성을 제공하지만, 이 연구에서는 타부리스트를 이용하여 체계적인 다양성을 추구하도록 하였다. 그리고 전통적인 시함함수에 본 알고리듬을 적용함으로써 이 방법의 효율성을 입증하였고 그 결과를 유전 알고리듬의 결과와 비교하였다. 또한 새롭게 제안된 알고리듬을 선미부에 위치한 청수탱크의 중량최적화에 적용한 결과 전역 최적해를 효율적으로 찾는 것을 입증하였다. 또한 반응표면법을 사용한 새로운 유전알고리듬의 경우 실제 추가적인 목적함수를 평가하기 위한 계산이 필요 없으므로 수렴속도가 일반 유전 알고리듬보다 향상되었음을 알 수 있었다. 마지막으로 제안된 조합 유전 알고리듬은 전역탐색능력과 수렴속도 측면에서 매우 강력한 전역 최적화 알고리듬임을 알 수 있었다.
본 논문에서는 최적의 이진 위상 컴퓨터형성홀로그램을 설계하기 위해 SA 및 GA를 합성한 새로운 방법을 제안하였다. 블럭단위 탐색을 하는 GA의 교배연산 및 돌연변이 연산과정 후에 화소단위의 면밀한 탐색을 하는 SA 알고리듬을 삽입하므로써 BPCGH의 성능을 개선시켰다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 제안된 합성 반복 알고리듬이 기존의 SA 알고리듬보다 회절효율이 향상됨을 보였다.
본 논문에서 이미지 선명도 함수의 최적화에 의해 융합 법칙이 유도되는 새로운 이미지 융합 접근법을 제안한다. 선명도 함수에 비교하여 소스 이미지로부터 최적 블록을 통계적으로 선택하기 위하여 유전자 알고리듬이 사용되었다. 변이 연산에 의해 만들어진 유전인자들의 포격을 통해서 찾아진 재능 유전 인자를 갖는 새로운 네스티드 유전자 알고리듬을 설계하였고 구현하였다. 알고리듬의 수렴은 해석적으로, 실험적으로 그리고 통계적으로 3개의 테스트 함수를 사용하여 표준 GA와 비교하였다. 결과의 GA는 변수와 집단 크기에 불변이며, 최소 20 개체이면 시험에 충분하다는 것을 알 수 있었다. 융합 응용에서 모집단내의 각 개체는 입력 블록을 나타내는 유한한 이산 값을 갖는 개체이다. 이미지 융합 실험에 제안한 기법의 성능은 출력 품질 척도로 상호 정보량(MI)으로 특징지워진다. 제안한 방법은 C=2 입력 이미지에 대해 테스트되었다. 제안한 방법의 실험 결과는 현재의 다중 초점 이미지 융합 기법에 대한 실제적이고 매력적인 대안이 됨을 보여준다.
Among the optimization method, GA (genetic algorithm) is a very powerful searching method enough to compete with design sensitivity analysis method. GA is very easy to apply, since it dose not require any design sensitivity information. However, GA has been computationally not efficient due to huge repetitive computation. In this study, parallel computation is adopted to improve computational efficiency. Paralleled GA is introduced on a clustered LINUX based personal computer system.
본 논문에서는 개선소성힌지해석과 유전자 알고리듬을 이용한 평면 강골조 구조물의 퍼지최적설계 방법을 제시하였다. 개선소성힌지해석에서는 강골조 구조물의 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 보-기둥 요소의 안정함수를 사용하였으며, 재료적 비선형을 고려하기 위해 잔류응력, 소성힌지, 그리고 기하학적 불완전성 등에 의한 점진적인 강성감소모델을 사용하였다. 유전자 알고리듬에서는 토너먼트 선택방법과 마이크로 유전자 알고리즘을 사용하였다. 목적함수로는 구조물의 총중량을 사용하였으며, 제약조건으로는 하중-저항능력, 사용성, 연성도, 그리고 시공성에 관한 기준을 고려하였다. 퍼지최적설계에서는 명확한 목적함수와 퍼지제약을 가지는 경우에 한하여 허용 오차는 제한값의 5%로 선택하고 비소속함수와 레벨컷 방법을 이용하여 0에서 1까지 0.2간격으로 나누어 최적화하였다. 여러 평면 강골조 구조물의 최적설계를 수행하여 일반GA최적설계와 퍼지GA최적설계의 최적값을 비교하였다.
In structural design, the design variables are frequently selected from certain discrete values. Various optimization algorithms have been developed fDr discrete design. It is well known that many function evaluations are needed in such optimization. Recently, sequential algorithm with orthogonal arrays (SOA), which is a search algorithm for a local minimum in a discrete space, has been developed. It considerably reduces the number of function evaluations. However, it only finds a local minimum and the final solution depends on the initial values of the design variables. A new algorithm is proposed to adopt a genetic algorithm (GA) in SOA. The GA can find a solution in a global sense. The solution from the GA is used as the initial design of SOA. A sequential usage of the GA and SOA is carried out in an iterative manner until the convergence criteria are satisfied. The performance of the algorithm is evaluated by various examples.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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