1.一种基于混沌粒子群算法的矢量量化码书构造方法,其特征在于,包括以下步骤:
101、提取语音信号或图像信号的特征参数值,提取的特征参数值作为构造码书的训练矢量;
102、将生成矢量量化码书所需的全部训练矢量X存储在计算机内存中,全部X的集合用S表示;
103、种群初始化,设置迭代算法的最大迭代次数MaxLoop,粒子的个数K,矢量量化级数M,最大速度Vmax,最小速度Vmin;设置粒子的初始速度p[k].v,k=1,2,...,K;设置适应度初值p[k].f,k=1,2,...,K;设置迭代初值m=1,级数初值kkk=1;
104、从步骤102中的全部训练矢量X中,随机提取N个训练矢量组成一个初始码书重复K次,获得K个粒子p[k];根据最邻近准则,每输入一个粒子,将其划分到N个子集 中,即当 时,下式成立:
105、计算新码字 其中 是 的质心,计算
公式如下,numi是集合 中训练矢量的个数;
统计每一个胞腔,即每个子集 包含的训练矢量数,将每一个训练矢量的失真按从大到小排序。对于空胞腔,则将胞腔训练矢量数不为1且失真最大的训练矢量作为新的码字代替空胞腔,同时将此胞腔中的训练矢量数减1;
106、计算各个粒子的适应度
(m) (m)
比较适应度p[k].f 与p[k].fbest,如果p[k].f 小于最优位置的适应度p[k].fbest,则更新p[k].fbest与 比较每个粒子的适应度p[k].
fbest与群的最优位置的适应度fgbest,如果p[k].fbest小于fgbest,则更新fgbest与群体最优粒子
107、如果迭代次数m能整除3,则对最优粒子进行混沌优化,在下式中,βi和αi是特征参数第i维的最大值和最小值,μ为控制参量;
zi=μ(1-zi)
p[k].yi=αi+(βi-αi)zi
循环三次,产生3个粒子,保留适应度最小的粒子,并取代当前群体中随机选取的一个粒子;判定迭代次数是否大于MaxLoop,如果大于MaxLoop,则跳到步骤109,否则转到步骤
108,继续执行;
108、更新粒子及粒子的速度;
109、求训练矢量量化残差,输出码字,级数kkk加1,如果kkk>M,结束;如果kkk≤M,重新设置初值,并将训练矢量改为上一级的量化残差矢量。
2.根据权利要求1所述的一种基于混沌粒子群算法的矢量量化码书构造方法,其特征在于,如果矢量量化级数M设为1,设计出来的是单级矢量量化器码书;如果M>1,设计出的是M级矢量量化器码书。
3.根据权利要求1所述的一种基于混沌粒子群算法的矢量量化码书构造方法,其特征在于,粒子群算法中惯性权重因子w的计算公式为:上式中,fg是全局最优适应度,wmax表示最大惯性权重,wmin表示最小惯性权重,fi是当前粒子适应度,MaxLoop是最大迭代次数,m是当前迭代次数。