【正文】 tvalue(objvalue)。 for i=2:px if fitvalue(i)bestfit 武漢理工大學信息工程學院《數(shù)字信號處理》 bestindividual=pop(i,:)。 if mpoint=0 mpoint=1。 else 武漢理工大學信息工程學院《數(shù)字信號處理》 newpop(i,:)=pop(i)。例如，假設 2 個父代個體 x1， x2 為： % x1=0100110 % x2=1010001 % 從每個個體的第 3 位開始交叉，交又后得到 2 個新的子代個體 y1， y2 分別為： % y1＝ 0100001 % y2＝ 1010110 % 這樣 2 個子代個體就分別具有了 2 個父代個體的某些特征。 %如 fitvalue=[1 2 3 4]，則 cumsum(fitvalue)=[1 3 6 10] [px,py]=size(pop)。 else temp=。 temp3=decodechrom(pop,1,10)。本例為 1)， % 參數(shù) 1ength 表示所截取的長度（本例為 10）。 %繪制結果 武漢理工大學信息工程學院《數(shù)字信號處理》 遺傳算法設計 IIR數(shù)字濾波器的 MATLAB程序 I 相關函數(shù) % 初始化 (編碼 ) % 函數(shù)的功能是實現(xiàn)群體的初始化， popsize 表示群體的大小，chromlength 表示染色體的長度 (二值數(shù)的長度 )， % 長度大小取決于變量的二進制編碼的長度 (在本例中取 10 位 )。 %獲取零極點參數(shù) p = p*omega0。 ws=fst/fs*2*pi。 然而，隨著優(yōu)化命題的復雜程度和規(guī)模的不斷提高 ,使用某一單一的優(yōu)化算法而使問題得到滿意的解決。 （ 5）人工魚每行動一次后 ,評價自身的 Y 值與公告板的 Y 值 ,如果小于公告板中的值 ,則以自身取代之。 由 (3)和 (5)式可以看出 ,目標函數(shù) E 是增益 A 和濾波器系數(shù) ka ， kb ， kc ，kd (k=1,2,N)的非線性函數(shù)。 （ 2）用一個因果穩(wěn)定的離散線性非移變系統(tǒng)函數(shù)去逼近這些性能指標。 數(shù)字濾波器的設計要 求 實際中 通常用的數(shù)字濾波器一般屬于選頻濾波器，數(shù)字濾波器的頻響特性函數(shù) H(ejw)一般為復函數(shù)，所以通常表示為 H(ejw)=|H(ejw)|e )(??j 其中， |H(ejw)|稱為幅頻特性函數(shù)， ? （ w）稱為相頻特性函數(shù)。由于運算中的舍入處理，使誤差不斷累積，有時會產(chǎn)生微弱的寄生振蕩。 FIR 和 IIR 數(shù)字濾波器的概述 FIR 數(shù)字濾波器 FIR(Finite Impulse Response)濾波器：有限長單位沖激響應濾波器，是數(shù)字信號處理系統(tǒng)中最基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線 武漢理工大學信息工程學院《數(shù)字信號處理》 性相頻特性，同時其單位抽樣響應是有限長的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。 是一個離散時間系統(tǒng)，按預定的算法，將輸入離散時間信號轉換為所要求的輸出離散時間信號的特定功能的裝置。如較常用的評價方法就是選擇各行為中使得向最優(yōu)方向前進最大的行為 ,也就是各行為中使得人工魚的下一個狀態(tài)最優(yōu)的行為，如果沒有能使下一狀態(tài)優(yōu)于當前狀態(tài)的行為，則采取隨機行為。每條人工魚在每次行動后，將自身的當前狀態(tài)與公告板的狀態(tài)進行比較，如果自身狀態(tài)優(yōu)于公告板 ，則用自身狀態(tài)取代公告板狀態(tài)。 //人工魚的群聚行為 int AF_evaluate()。 //人工魚的步長 float AF_visual。 人工魚所在的環(huán)境主要是問題的解空間和其他人工魚的狀態(tài)，它在下 武漢理工大學信息工程學院《數(shù)字信號處理》 一時刻的行為取決于目前自身的狀態(tài)和目前環(huán)境的狀態(tài)（包括問題當前解的優(yōu)劣和其他同伴的狀態(tài)），并且通過自身活動影響環(huán)境，進而影響其他同 伴的活動。 武漢理工大學信息工程學院《數(shù)字信號處理》 聚群行為 :這是魚類較常見的一種現(xiàn)象 ,大量或少量的魚都能聚集成 群 ,這是它們在進化過程中形成的一種生存方式 ,可以進行集體覓食和躲 避敵害。 PSO algorithm although fast, simple algorithm, but there is still much more likely to fall into local optima. To overe these drawbacks, the use of a new global optimization techniques to improve the design quality IIR digital filter is a subject worthy of study. AFSA is a global optimization algorithm recently proposed. AI thought it through animal behaviorbased autonomous body of the model into the optimization solution proposition, and construct a framework to solve the problem of a fish pattern, and thus produced a highly intelligent optimization algorithms. The AFSA for IIR Digital filter design, found that the algorithm is simple, there is a strong ability to jump out of local optima, and has a flexible algorithm is simple and fast convergence and global convergence and good. AFSA algorithm from specific implementation into the overall design concept, are different from the traditional designs and solutions, but it also has the infrastructure and the integration of traditional methods, I believe that the future of the algorithm is widely used in problem solving, machine learning, signal processing, intelligent control and artificial life, and other fields. Keywords: IIR digital filter AFSA global optimization 武漢理工大學信息工程學院《數(shù)字信號處理》 1 魚群模式概論 魚群模式 在動物的進化過程中，經(jīng)過漫長的自然界的優(yōu)勝劣汰 ,形成了形形色色的覓食和生存方式，這些方式為人類解決問題的思路帶來了不少啟發(fā)和鼓舞。但是遺傳算法運行速度慢 ,有時會陷入局部最優(yōu)解的缺點 。粒子群算法雖然運行速度快 ,算法簡單 ,但是仍有很大的可能陷入局部最優(yōu)解。魚群模式便是一種基于魚群行為的自治體尋優(yōu)模 式。 追尾行為 :當某一條魚或幾條魚發(fā)現(xiàn)食物時 ,它 們附近的魚會尾隨其后快速游過來 ,進而導致更遠處的魚也尾隨過來。 圖 人工魚實體 問題的解決 問題的解決是通過自治體在自主的活動過程中以某種形式表現(xiàn)出來的。 //人工魚的視野 float try_number。 //人工魚行為的評價與選擇 void AF_init()。 行為描述 覓食行為 設人工魚的當前狀態(tài)為 Xi在其感知范圍內(nèi)隨機 選擇一個狀態(tài) Xj，如果在求極大問題中， YiYj(或在求極小問題中， YiYj ，因極大和極小問題可以互相轉換，所以以下均以求極大問題討論 )，則向該方向前進一步 。 算法描述 鑒于以上描述的人工魚模型及其行為，每個人工魚探索它當前所處 的環(huán)境狀況 (包括目標函數(shù)的變化情況和伙伴的變化情況 )，從而選擇一種行為，最終，人工魚集結在幾個局部極值的周圍，一般情況下，在討論求極大問題時，擁有較大的 AF_foodconsistence 值的人工魚一般處于值較大的極值域周圍，這有助于獲取全局極值域，而值較大的極值區(qū)域周圍一般能集結較多的人工魚，這有助于判斷并獲取全局極值。也可以說成是通過一定運算關系改變輸入信號所含頻率成分的相對比例或者濾除某些頻率成分的器件。因此，F(xiàn)IR 濾波器在通信、圖像處理、 模式識別等領域都有著廣泛的應用。 （ 3）借助成熟的模擬濾波器的成果： IIR 數(shù)字濾 波器在設計上可以借助成熟的模擬濾波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和橢圓濾波器等，有現(xiàn)成的設計數(shù)據(jù)或圖表可查，其設計工作量比較小，對計算工具的要求不高。幅頻特性表示信號通過該濾波器后各頻率成分的衰減情況，而相頻特性反映各頻率通過濾波器后在時間上的延時情況。具體來說，就是用這些指標來計算系統(tǒng)函數(shù) H（ z）。因此 E 是一個有 (4N+1)個未知參數(shù)的函數(shù)，用下式 武漢理工大學信息工程學院《數(shù)字信號處理》 表示為： 21 00 ])()([),( ?? ????Mijdj eHeGAAEE ?? （ 6） 其中向量 ? 為： ),( 22221111 NNNN dcbadcbadcba