1.2.2 IEC的应用研究

交互式遗传算法是一种因解决实际优化问题需要而发展起来的进化优化算法,自它的诞生之日起就具有鲜明的应用背景和应用前景。下面介绍IEC算法在各领域的应用情况。

1.计算机图形学领域

主要是图形图像处理与人脸图像处理等方面。Yamada等[8]设计了商标图画系统,对商标的大小、位置和颜色进行编码后,利用IGA进行交互式评价来搜索满意的商标;Miki等[9]提出可以让多用户参与的三色旗帜设计系统;Munteanu等[10]提供了一种相干斑抑制的交互式工具,可以让医学专家按照自己的评判准则不断对临床超声波成像图片评价,以获取更好的图像,该工具的核心是通过IGA来在线调整滤波器系数;Sugimoto 等[11]利用 IGA进化卡通脸图像,并使用部分评价策略以减轻用户疲劳。

2.工业设计

工业设计是IEC应用的另一个重要领域。Siew等[12]进行整体微波集成电路低噪声放大器设计,利用IGA搜索相应的设计变量值以满足多个约束和目标;Ecemis等[13]利用IEC进行药物设计,并能在药物发现中充分使用化学家的专业知识;Zhang等[14]利用集成自适应机制的交互式进化策略进行船体的设计;Brintrup等[15]基于IGA设计符合人体工程的椅子。IEC还应用于飞机造型设计[16]、微机电系统设计[17]等方面。

3.语音处理和韵律控制

Takagi等[18]研究了基于IEC的助听器配戴方法,可以帮助调节适合个人使用的助听器。标志声音在日常生活中应用普遍,例如火车到达、行人穿越道信号、家电等公共或私人场所使用的声音等。Miki等[19]试图利用IGA来设计这些标志声音,并研究了声音的呈现方式对系统性能的影响。

4.音乐创作

Unehara等[20]研究了交互式作曲系统,可根据用户的评价搜索满意的音乐;Zhu等[21]研究了情感音乐生成。这些音乐的性能由KTH规则表达,利用交互式遗传算法来优化规则的权重以获取满意的情感音乐。

5.多准则决策

Hsu等[22]基于IGA提出了一个多准则决策模型,指出IGA可以与决策支持系统集成以解决非结构化决策问题;Liang等[23]提出了一个基于IEC的IDSS结构模型;Fukada等[24]研究了基于IGA的房间设计决策支持系统,设计房间墙面、窗户、地毯、落地灯、沙发和坐垫等的配色方案。

6.控制与机器人

Eperjesi[25]利用IEC进行机器人的步态优化;Moshaiov等[26]基于 IEC技术研究了机器人多目标路径规划;Onisawa等[27]利用IGA提取模糊规则,并应用于小汽车的行驶控制;Nojima等[28]利用模糊状态值函数和IGA进行训练,以获得与人友好的伙伴机器人的握手行为。

7.虚拟现实

Takekata等[29]利用IEC优化一组触觉参数,并应用于生成3D模型表面纹理;粒子系统在虚拟现实中有重要的应用,Hastings等[30]提出了一个NEAT粒子系统,可以让没有编程能力或艺术技巧的普通用户使用IEC进化粒子系统的特效。

8.其他

IEC还被应用于数据检索[31]、数据挖掘[32]、用户界面设计[33]、心理健康测评[34]、辅助教育[35]、地质反演[36]等方面。