אלגוריתם אבולוציוני ליצירת תמונה

אלגוריתם אבולוציוני ליצירת תמונה

מיני פרויקט בחישוב מונחה טבע

מנחה: פרופ' משה זיפרמגישות: קרן בנדלק וליטל שי

מתאר משפחה של אלגוריתמים גנטיים"השם למיטוב )אופטימיזציה(, שבהם משלבים אלגוריתמים

זה בזה פתרונות אפשריים לבעיה, ומפעילים הליכים של ברירה טבעית כדי לבחור את המועמדים שיעברו

לשלבים הבאים. רעיון תכנותי בסיסי זה מושפע מן היעילות של

האבולוציה בפתרון בעיות אמיתיות. " )מתוך ויקיפדיה(.

מהו אלגוריתם אבולוציוני?

אוכלוסייה התחלתיתFitness:במשך מספר דורות

◦Selection◦Crossover ואז mutation◦Fitness

בסוף נחזיר את הטוב מכל הדורות

מבנה אלגוריתם אבולוציוני

:יצירת אוכלוסייה אקראית לחלוטין שהיא למעשה אוכלוסייה התחלתיתהקלט שלנו.

מבנה אלגוריתם אבולוציוני - המשך

Fitness פונקציה שמעריכה כמה יצור באוכלוסייה מתאים לתנאים –שהסביבה מגדירה לו. מחלקים "ציונים" לכל יצור לפי תכונה נשמרת

מסוימת.

:במשך מספר דורות, רוצים לבחור מי יהיו ההורים של הצאצאים בדור הבא. איך selectionמבצעים את ה-◦

נבחר? מי שהיה טוב בדור הנוכחי, ניתן לו יותר סיכוי בדור הבא ולכן סביר להניח שלמי שהיה ציון גבוה יותר בדור הקודם.

. crossover and mutationעבור הבחירה שנוצרה מבצעים ◦◦Crossover .הינו העמדת צאצאים לדור הבא בין כל זוג יצורים ◦Mutation עוברים על הצאצאים ובוחרים מישהו אקראית ומחליטים לעשות לו –

איזשהו שינוי קטן בדנ"א )מוטציה(. חיקוי של מה שקורה בטבע. וזה כבר בעצם הדור הבא.fitnessמודדים לצאצאים שקיבלנו ◦בסוף נחזיר את הטוב מכל הדורות מכיוון שככל שמתקדמים בדור הציונים עולים )בגלל ◦

ש"משבחים" כל דור על ידי בחירת הצאצאים בעלי הציון הגבוה ביותר(.

:תמונה המיוצגת על ידי מטריצה של פיקסלים. קלט:תמונה מקורבת שנוצרת על ידי אלגוריתם אבולוציוני. פלט

הגדרת הבעיה

Mona Lisa approximated with 150 circles through hill climbing genetic algorithm:

http://www.youtube.com/watch?v=rGt3iMAJVT8