跳至內容

File:NonConvex.gif

頁面內容不支援其他語言。
這個檔案來自維基共享資源
維基百科,自由的百科全書

NonConvex.gif (360 × 392 像素,檔案大小:782 KB,MIME 類型:image/gif、​循環、​84 畫格、​4.2秒)


摘要

描述
English: Weighted-sum approach is an easy method used to solve multi-objective optimization problem. It consists in aggregating the different optimization functions in a single function. However, this method only allows to find the supported solutions of the problem (i.e. points on the convex hull of the objective set). This animation shows that when the outcome set is not convex, not all efficient solutions can be found
Français : La méthode des sommes pondérées est une méthode simple pour résoudre des problèmes d'optimisation multi-objectif. Elle consiste à aggréger l'ensemble des fonctions dans une seule fonction avec différents poids. Toutefois, cette méthode permet uniquement de trouver les solutions supportées (càd les points non-dominés appartenant à l'enveloppe convexe de l'espace d'arrivée). Cette animation montre qu'il n'est pas possible d'identifier toutes les solutions efficaces lorsque l'espace d'arrivée est n'est pas convexe.
日期
來源 自己的作品
作者 Guillaume Jacquenot

Source code (MATLAB)

function MO_Animate(varargin)
% This function generates objective space images showing why
% sum-weighted optimizer can not find all non-dominated
% solutions for non convex objective spaces in multi-ojective
% optimization
%
% Guillaume JACQUENOT

if nargin == 0
    % Simu = 'Convex';
    Simu = 'NonConvex';
    save_pictures = true;
    interpreter = 'none';
end

switch Simu
    case 'NonConvex'
        a = 0.1;
        b = 3;
        stepX = 1/200;
        stepY = 1/200;
    case 'Convex'
        a = 0.2;
        b = 1;
        stepX = 1/200;
        stepY = 1/200;
end

[X,Y] = meshgrid( 0:stepX:1,-2:stepY:2);

F1 = X;
F2 = 1+Y.^2-X-a*sin(b*pi*X);

figure;
grid on;
hold on;
box on;
axis square;
set(gca,'xtick',0:0.2:1);
set(gca,'ytick',0:0.2:1);

Ttr = get(gca,'XTickLabel');
Ttr(1,:)='0.0';
Ttr(end,:)='1.0';
set(gca,'XTickLabel',[repmat(' ',size(Ttr,1),1) Ttr]);

Ttr = get(gca,'YTickLabel');
Ttr(1,:)='0.0';
Ttr(end,:)='1.0';
set(gca,'YTickLabel',[repmat(' ',size(Ttr,1),1) Ttr]);

if strcmp(interpreter,'none')
    xlabel('f1','Interpreter','none');
    ylabel('f2','Interpreter','none','rotation',0);
else
    xlabel('f_1','Interpreter','Tex');
    ylabel('f_2','Interpreter','Tex','rotation',0);
end

set(gcf,'Units','centimeters')
set(gcf,'OuterPosition',[3 3 3+6 3+6])
set(gcf,'PaperPositionMode','auto')

[minF2,minF2_index] = min(F2);
minF2_index = minF2_index + (0:numel(minF2_index)-1)*size(X,1);

O1 = F1(minF2_index)';
O2 = minF2';

[pF,Pareto]=prtp([O1,O2]);

fill([O1( Pareto);1],[O2( Pareto);1],repmat(0.95,1,3));

text(0.45,0.75,'Objective space');
text(0.1,0.9,'\leftarrow Optimal Pareto front','Interpreter','TeX');

plot(O1( Pareto),O2( Pareto),'k-','LineWidth',2);
plot(O1(~Pareto),O2(~Pareto),'.','color',[1 1 1]*0.8);
V1 = O1( Pareto); V1 = V1(end:-1:1);
V2 = O2( Pareto); V2 = V2(end:-1:1);

O1P = O1( Pareto);
O2P = O2( Pareto);

O1PC = [O1P;max(O1P)];
O2PC = [O2P;max(O2P)];
ConvH = convhull(O1PC,O2PC);
ConvH(ConvH==numel(O2PC))=[];
c = setdiff(1:numel(O1P), ConvH);

% Non convex
O1PNC = O1PC(c);

[temp, I1] = min(O1PNC);
[temp, I2] = max(O1PNC);

if ~isempty(I1) && ~isempty(I2)
    plot(O1PC(c),O2PC(c),'-','color',[1 1 1]*0.7,'LineWidth',2);
end

p1 = (V2(1)-V2(2))/(V1(1)-V1(2));
hp = plot([0 1],[p1*(-V1(1))+V2(1) p1*(1-V1(1))+V2(1)]);
delete(hp);

Histo_X = [];
Histo_Y = [];
coeff = 0.02;
Sq1 = coeff *[0 1 1 0 0;0 0 1 1 0];
compt = 1;
for i = 2:1:length(V1)-1
    if ismember(i,ConvH)
        p1 = (V2(i+1)-V2(i-1))/(V1(i+1)-V1(i-1));
        x_inter = 1/(1+p1^2)*(p1^2*V1(i)-p1*V2(i));
        hp1 = plot([0 1],[p1*(-V1(i))+V2(i) p1*(1-V1(i))+V2(i)],'k');
        % hp2 = plot([x_inter],[-x_inter/p1],'k','Marker','.','MarkerSize',8)
        hp3 = plot([0 x_inter],[0 -x_inter/p1],'k-');
        hp4 = plot([x_inter 1],[-x_inter/p1 -1/p1],'k--');
        hp5 = plot(V1(i),V2(i),'ko','MarkerSize',10);

        % Plot the square for perpendicular lines
        alpha = atan(-1/p1);
        Mrot = [cos(alpha) -sin(alpha);sin(alpha) cos(alpha)];
        Sq_plot = repmat([x_inter;-x_inter/p1],1,5) + Mrot * Sq1;
        hp7 = plot(Sq_plot(1,:),Sq_plot(2,:),'k-');

        Histo_X = [Histo_X V1(i)];
        Histo_Y = [Histo_Y V2(i)];
        hp6 = plot(Histo_X,Histo_Y,'k.','MarkerSize',10);

        w1 = p1/(p1-1);
        w2 = 1-w1;
        Fweight_sum = V1(i)*w1+w2*V2(i);
        Fweight_sum = floor(1e3*Fweight_sum )/1e3;

        w1 = floor(1000*w1)/1e3;
        str1 = sprintf('%.3f',w1);
        str2 = sprintf('%.3f',1-w1);
        str3 = sprintf('%.3f',Fweight_sum);
        if (strcmp(str1,'0.500')||strcmp(str1,'0,500')) && strcmp(Simu,'NonConvex')
            disp('Two solutions');
        end
        title(['\omega_1 = ' str1 '  &  \omega_2 = ' str2 '  &  F = ' str3],'Interpreter','TeX');
        axis([0 1 0 1]);
        file = ['Frame' num2str(1000+compt)];
        if save_pictures
            saveas(gcf, file, 'epsc');
        end
        compt = compt +1;
        pause(0.001);
        delete(hp1);
        delete(hp3);
        delete(hp4);
        delete(hp5);
        delete(hp6);
        delete(hp7);
    end
end
disp(['Number of frames :' num2str(length(V1))]);
return;

function [A varargout]=prtp(B)
% Let Fi(X), i=1...n, are objective functions
% for minimization.
% A point X* is said to be Pareto optimal one
% if there is no X such that Fi(X)<=Fi(X*) for
% all i=1...n, with at least one strict inequality.
% A=prtp(B),
% B - m x n input matrix: B=
% [F1(X1) F2(X1) ... Fn(X1);
%  F1(X2) F2(X2) ... Fn(X2);
%  .......................
%  F1(Xm) F2(Xm) ... Fn(Xm)]
% A - an output matrix with rows which are Pareto
% points (rows) of input matrix B.
% [A,b]=prtp(B). b is a vector which contains serial
% numbers of matrix B Pareto points (rows).
% Example.
% B=[0 1 2; 1 2 3; 3 2 1; 4 0 2; 2 2 1;...
%    1 1 2; 2 1 1; 0 2 2];
% [A b]=prtp(B)
% A =
%      0     1     2
%      4     0     2
%      2     2     1
% b =
%      1     4     7
A=[]; varargout{1}=[];
sz1=size(B,1);
jj=0; kk(sz1)=0;
c(sz1,size(B,2))=0;
bb=c;
for k=1:sz1
    j=0;
    ak=B(k,:);
    for i=1:sz1
        if i~=k
            j=j+1;
            bb(j,:)=ak-B(i,:);
        end
    end
    if any(bb(1:j,:)'<0)
        jj=jj+1;
        c(jj,:)=ak;
        kk(jj)=k;
    end
end
if jj
  A=c(1:jj,:);
  varargout{1}=kk(1:jj);
else
  warning([mfilename ':w0'],...
    'There are no Pareto points. The result is an empty matrix.')
end
return;

The weighted-sum approach minimizes function

where

such that

To have a non-convex outcome set, parameters and are set to the following values

Weights and are such that

 
本GIF 點陣圖使用MATLAB創作。

授權條款

我,本作品的著作權持有者,決定用以下授權條款發佈本作品:
GNU head 已授權您依據自由軟體基金會發行的無固定段落、封面文字和封底文字GNU自由文件授權條款1.2版或任意後續版本,對本檔進行複製、傳播和/或修改。該協議的副本列在GNU自由文件授權條款中。
w:zh:共享創意
姓名標示 相同方式分享
此檔案採用創用CC 姓名標示-相同方式分享 3.0 未在地化版本2.5 通用版2.0 通用版以及1.0 通用版授權條款。
您可以自由:
  • 分享 – 複製、發佈和傳播本作品
  • 重新修改 – 創作演繹作品
惟需遵照下列條件:
  • 姓名標示 – 您必須指名出正確的製作者,和提供授權條款的連結,以及表示是否有對內容上做出變更。您可以用任何合理的方式來行動,但不得以任何方式表明授權條款是對您許可或是由您所使用。
  • 相同方式分享 – 若要根據本素材進行再混合、轉換或創作,則必須以與原作相同或相容的授權來發布您的作品。
您可以選擇您需要的授權條款。

說明

添加單行說明來描述出檔案所代表的內容

在此檔案描寫的項目

描繪內容

沒有維基數據項目的某些值

作者姓名字串 繁體中文 (已轉換拼寫):​Guillaume Jacquenot
維基媒體使用者名稱 繁體中文 (已轉換拼寫):​Gjacquenot

著作權狀態 繁體中文 (已轉換拼寫)

有著作權 繁體中文 (已轉換拼寫)

檔案來源 Chinese (Taiwan) (已轉換拼寫)

上傳者的原創作品 繁體中文 (已轉換拼寫)

檔案歷史

點選日期/時間以檢視該時間的檔案版本。

日期/時間縮⁠圖尺寸用戶備⁠註
目前2009年3月8日 (日) 17:13於 2009年3月8日 (日) 17:13 版本的縮圖360 × 392(782 KB)Gjacquenot{{Information |Description={{en|1=Weighted-sum approach is an easy method used to solve multi-objective optimization problem. It consists in aggregating the different optimization functions in a single function. However, this method only allows to find th

下列頁面有用到此檔案:

全域檔案使用狀況

以下其他 wiki 使用了這個檔案: