• Title/Summary/Keyword: 염색체 교차

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A Genetic Algorithm for the Maximal Covering Problem (유전 알고리즘을 이용한 Maximal Covering 문제의 해결)

  • 박태진;이용환;류광렬
    • Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.502-509
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    • 2002
  • Maximal Covering 문제(MCP)란 행렬 상에서 n개의 열(column) 중 p개를 선택하여 m개의 행(row)중 최대한 많은 행을 cover하는 문제로 정의된다. 본 논문에서는 MCP를 유전 알고리즘(Genetic Algorithm)으로 해결하기 위해 문제에 적합하게 설계된 교차 연산자(crossover operator)와 비발현 유전인잔(unexpressed gene)를 가진 새로운 염색체 구조를 제시한다. 해결하고자 하는 대상 MCP의 규모가 매우 큰 경우 전통적인 임의교차(random crossover) 방법으로는 좋은 결과를 얻기가 힘들다. 따라서 본 연구에서는 그리디 교차(greedy crossover) 방법을 제시하여 문제를 해결한다. 그러나 이러한 그리디 교차를 사용하더라도 조기 수렴 등의 문제로 인해 타부 탐색 등의 이웃해 탐색 방법에 비해 그리 좋은 결과를 얻기가 힘들다. 본 논문은 이러한 조기 수렴 문제를 해결하고 다른 이웃에 탐색 방법보다 더 좋은 결과를 얻기 위해 비발현 유전인자(unexpressed gene)를 가진 염색체를 도입하여 해결함을 특징으로 한다. 비발현 유전인자는 교차 과정에서 자식 염색체의 유전인자로 전달되지 않은 정보 중 나중에라도 유용할 가능성이 보이는 정보를 보존하는 역할을 하여 조기 수렴 문제를 해결하는데 도움을 주어 보다 나은 결과를 얻을 수 있게 해준다. 대규모 MCP를 해결하는 실험에서 새로운 비발현 유전인자를 적용한 유전 알고리즘이 기존의 유전 알고리즘뿐만 아니라 다른 탐색 기법에 비해 더욱 좋은 성능을 보여줌을 확인하였다.

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Image Segmentation by applying Genetic Algorithm to Multi-Resolution Image (유전자 알고리즘을 다단계 영상에 적용한 영상 분할)

  • Oh, Jae-Seung;Kim, Hwang-Su
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.27 no.12
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    • pp.1219-1226
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    • 2000
  • 본 논문에서는 유전자 알고리즘과 피라미드(다단계 또는 다 해상도)를 결합한 새로운 영상분할 방법을 제안하다. 먼저, 영상을 피라미드의 해상도가 낮은 상위 단계로 분할하고 좋은 적합도를 가진 염색체의 개체군을 얻는다. 둘째, 해상도를 높인 다음 단계의 입력으로 앞 단계에서 얻은 염색체들을 사용하며, 더욱 세분화된 분할이 이루어지도록 염색체를 진화시키다. 유전자 알고리즘의 적합함수는 각 영역의 규질성과 peakiness를 이용하여 정의하였다. 교차는 교차점을 중심으로 영상을 2분하여 서로 교환하는 1점 교환법을 사용하였으며, 돌연변이는 병합과 분할이 이루어지도록 설계하였다. 본 논문은 저 해상도에서 가능성(적합성)이 큰 유전자를 신속히 구한 훙 단계적으로고 해상도에서 적합한 유전자로 진화시켜 나가는 방법으로 처음부터 최고 해상도에 유전자 알고리즘을 적용하는 종전의 방법보다 훨씬 더 효율적이며 유전자 알고리즘과 다단계 기법의 이상적인 결합이라 할 수 있다. 분할 결과에서도 타 알고리즘에 비하여 우수하거나 비슷한 결과를 얻었다.

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A Genetic Algorithm for A Pathfinding of Game Character (게임 캐릭터의 경로탐색을 위한 유전자 알고리즘)

  • Kang, Myung-Ju
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2014.01a
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    • pp.321-322
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    • 2014
  • 게임에서 캐릭터가 현재 위치에서 목적지까지 경로를 탐색하는 것은 매우 중요하다. 특히, 오브젝트나 벽 등의 장애물들이 배치된 복잡한 게임 맵에서는 이러한 장애물을 회피하면서 가능한 최단 경로를 찾아 이동해야 한다. 본 논문에서는 복잡한 게임 맵 상에서 캐릭터가 목적지까지 최단 경로를 탐색하는 방법으로 유전자 알고리즘을 적용하는 방법을 제안한다. 유전자 알고리즘은 모집단(Population)을 구성하는 염색체의 인코딩 및 디코딩, 진화를 위한 연산자인 교차연산(Crossover)과 돌연변이연산(Mutation), 그리고 염색체를 평가하는 목적함수로 구성된다. 본 논문에서는 염색체 구성을 시작 노드에서 목적지 노드까지의 전체 노드로 구성하기 보다는 캐릭터의 현재노드에서 이동할 수 있는 8방향만으로 구성하여 염색체의 크기를 줄였고, 이를 통해 염색체의 인코딩과 디코딩 연산 시간을 줄일 수 있었다.

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Effect of Rye B chromosome on Meiotic Chromosome Association in Wheat (Triticum aestivum L.) Genetic Background (밀 유전 배경에서 호밀 B 염색체가 감수분열 염색체 접합에 미치는 영향)

  • Cho, Seong-Woo
    • Korean Journal of Plant Resources
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    • v.35 no.5
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    • pp.659-666
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    • 2022
  • The effect of rye B chromosome (rye B) on chromosome association was investigated in meiosis of wheat addition line. The wheat addition line was with one Leymus mollis chromosome and one L. racemosus chromosome which are under homoeologous relationship. Chromosome behavior of the two Leymus chromosomes in wheat genetic background was revealed by genomic in situ hybridization. In the first metaphase, most of the two Leymus chromosomes showed univalent in the wheat addition line without rye B (98.1 ± 0.5%). On the other hand, the wheat addition line with rye B showed higher frequency of bivalent (10.3 ± 0.2%) than wheat addition line without rye B (1.9 ± 0.5%). The wheat addition line without rye B showed abnormal bivalents with abnormal structure while the wheat addition line with rye B showed normal bivalent in low frequency. By rye B, some bivalent was composed of wheat and L. racemosus, and some trivalent was composed of wheat bivalents with L. mollis chromosome. Also, some wheat bivalents showed hyper-crossover, so those wheat bivalents showed abnormal structure compared to other wheat bivalents with normal structure such as ring, rod, and pan.

Performance Improvement of Genetic Programming Based on Reinforcement Learning (강화학습에 의한 유전자 프로그래밍의 성능 개선)

  • 전효병;이동욱;심귀보
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.8 no.3
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    • pp.1-8
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    • 1998
  • This paper proposes a reinforcement genetic programming based on the reinforcement learning method for the performance improvement of genetic programming. Genetic programming which has tree structure program has much flexibility of problem expression because it has no limitation in the size of chromosome compared to the other evolutionary algorithms. But worse results on the point of convergence associated with mutation and crossover operations are often due to this characteristic. Therefore the sizes of population and maximum generation are typically larger than those of the other evolutionary algorithms. This paper proposes a new method that executes crossover and mutation operations based on reinforcement and inhibition mechanism of reinforcement learning. The validity of the proposed method is evaluated by appling it to the artificial ant problem.

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A Compact Stereo Matching Algorithm Using Modified Population-Based Incremental Learning (변형된 개체기반 증가 학습을 이용한 소형 스테레오 정합 알고리즘)

  • Han, Kyu-Phil;Chung, Eui-Yoon;Min, Gak;Kim, Gi-Seok;Ha, Yeong-Ho
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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    • v.36S no.10
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    • pp.103-112
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    • 1999
  • Genetic algorithm, which uses principles of natural selection and population genetics, is an efficient method to find out an optimal solution. In conventional genetic algorithms, however, the size of gene pool needs to be increased to insure a convergency. Therefore, many memory spaces and much computation time were needed. Also, since child chromosomes were generated by chromosome crossover and gene mutation, the algorithms have a complex structure. Thus, in this paper, a compact stereo matching algorithm using a population-based incremental learning based on probability vector is proposed to reduce these problems. The PBIL method is modified for matching environment. Since th proposed algorithm uses a probability vector and eliminates gene pool, chromosome crossover, and gene mutation, the matching algorithm is simple and the computation load is considerably reduced. Even though the characteristics of images are changed, stable outputs are obtained without the modification of the matching algorithm.

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The Recurrent Pregnancy Loss Associated with a Female Carrier of a Structural Chromosome Rearrangement (염색체 구조적 이상을 가진 산모의 재조합에 의한 태아의 비정상 핵형분석결과의 증례보고)

  • Lee, Soo-Min;Go, Sang-Hee;Jo, Soo-Kyung;Park, So-Hyun;Moon, Soo-Jin;Lee, Dong-Suk;Kim, Ki-Chul;Hwang, Do-Yeong
    • Journal of Genetic Medicine
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    • v.7 no.2
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    • pp.156-159
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    • 2010
  • Inversion, one of the balanced rearrangements, usually does not lead to phenotypic abnormalities; all genetic information exists in the proper amount, merely in a different order or in an abnormal location. However, offspring of an inversion carrier is at risk of chromosomal imbalance because an inversion loop can be formed during crossing-over of the paternal and the maternal chromosomes in meiosis. We report a 38-year-old woman with inversion and balanced translocation and her fetus with unusual rearrangement causing chromosomal imbalance. We performed conventional cytogenetic analysis, MLPA, and subtelomeric FISH in the cells of the embryo. The results showed that the distal portion of chromosome 13q was added to the terminal portion of chromosome 9p during crossing-over. Therefore, the final karyotype of the fetus was 46,XY,rec(9)t(9;13)(p22;q32)inv(9)(p12q13)mat, confirmed using molecular-cytogenetic analyzing tools.

Human Y Chromosome: Structure, Function and Evolution (인간 Y 염색체: 구조, 기능 그리고 진화)

  • 홍경원;허재원;김희수
    • Journal of Life Science
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    • v.13 no.6
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    • pp.958-969
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    • 2003
  • The human Y chromosome is strictly paternally inherited and does not X-Y crossing over during male meiosis in most of its length. Although this region came to be known as the non-recombining region Y (NRY), it was renamed as male-specific region Y (MSY) due to abundant recombination. The MSY is a mosaic of heterochromatic sequences and three classes of euchromatic sequences: X-transposed, X-degenerated and ampliconic. The X-transposed sequences exhibit 99% identity to the X chromosomal sequences. The X-degenerate sequences are remnants of ancient autosomes from which the modem X and Y chromosomes evolved. Eight palindromes of the ampliconic comprise one-quarter of the euchromatic DNA of the male-specific region of the human Y chromosome. They contain many testis-specific genes and typically exhibit 99.97% intra-palindromic (arm-to-arm) sequence identity. The arms of these palindromes must have subsequently engaged in gene conversion, driving the pair arms to evolve it concert. Averages of approximately 600 nucleotides per newborn male have undergone Y-Y gene conversion, which has had an important role in the evolution of multi-copy testis gene families in the MSY.

Stereo Matching Using Genetic Algorithm and Region Information (유전 알고리즘과 영역 정보를 이용한 스테레오 정합)

  • 한규필;배태민;정의윤;김희수;하영호
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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    • v.36S no.3
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    • pp.97-105
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    • 1999
  • 본 논문에서는 기존의 깊이 복원 방법을 개선하기 위해서 유전 알고리즘을 이용한 새로운 스테레오 정합법을 제시하였고 다양한 영상에 적용하기 위해 영상의 영역 정보를 고려하였다. 유전 알고리즘은 자연선택과 개체군 유전학에 기반한 효율적인 탐색 기법인데, 이들의 염색체 교차와 돌연변이 같은 연산자를 정합 환경에 적합하도록 변형시켰다. 영상신호를 쉽게 다루기 위해서 2차원 염색체 구조를 사용하였으며, 스테레오 정합에 많이 사용되는 유사성과 연속성 제약 조건에 기반하여 적자를 선택하는 적응 함수를 정의하였다. 그리고 기존 유전 알고리즘의 수렴속도를 개선하기 위해서 무작위로 변이를 발생시키지 않고 휘도차를 이용하여 변이를 발생시키는 정보기반 변이 발생을 사용하였다. 실험을 통하여 본 방법은 이완처리를 포함한 정합법보다 계산 부하를 줄일 수 있었고 비교적 안정된 결과를 얻을 수 있었다.

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An Improved Probe Selection Algorithm for Large Genomes (대규모 염색체들을 위한 개선된 Probe 선택 알고리즘)

  • Kwon, Young-Dae;Park, Kyoung-Wook;Lim, Hyeong-Seok
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2005.05a
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    • pp.1045-1048
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    • 2005
  • 유전자 칩의 정확성은 각 유전자들의 식별자로 활용되는 probe들에 의해 결정된다. 일반적으로 칩을 구성하는 probe들은 반응 오류를 예측하기 위해 이중구조와 녹는점과 같은 요소들을 고려한다. 또한 다른 유전자들과의 교차반응을 최소화하기 위해 각 probe들의 specificity도 고려되어야 한다. probe가 specificity를 보장하는지 검증하는 것은 전체 유전자들을 탐색해야 하므로 대규모 인간염색체에 대해서는 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 specificity를 만족하는 probe들을 선택하는 효율적인 알고리즘을 제시한다. 제시한 알고리즘은 해시 테이블을 활용하여 probe가 specificity를 만족하지 못하게 하는 유전자 시퀀스들만을 탐색하여 비교한다. 제시한 알고리즘이 기존 알고리즘보다 효율적임을 실험결과를 통해 보인다.

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