粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization, PSO）是一种基于群体智能的全局优化方法，由Kennedy和Eberhart于1995年提出。在MATLAB中，PSO被广泛应用于函数极值优化问题，寻找函数的全局最小值或最大值。本篇将详细介绍如何在MATLAB中使用PSO实现这一功能。 理解PSO的基本原理至关重要。PSO模拟了鸟群寻找食物的过程，每个鸟（粒子）代表一个可能的解，其位置和速度决定了它在搜索空间中的移动。每个粒子有两个关键参数：位置（Position）和速度（Velocity）。在每一代迭代中，粒子会根据自身的最优位置（Personal Best, pBest）和整个群体的最优位置（Global Best, gBest）调整自己的速度和位置，以期望找到全局最优解。 在MATLAB中，实现PSO的基本步骤如下： 1. **初始化**：设定粒子的数量、搜索空间范围、速度上限、惯性权重、学习因子c1和c2等参数。创建一个随机初始位置和速度矩阵，分别对应粒子的位置和速度。 2. **计算适应度值**：对于每一个粒子，计算其对应位置的函数值，这通常是目标函数的负值，因为我们要找的是最小值。适应度值越小，表明该位置的解越优。 3. **更新pBest**：比较当前粒子的位置与历史最优位置pBest，如果当前位置更优，则更新pBest。 4. **更新gBest**：遍历所有粒子，找出全局最优位置gBest，即适应度值最小的位置。 5. **更新速度和位置**：根据以下公式更新每个粒子的速度和位置： ```matlab v(i) = w * v(i) + c1 * rand() * (pBest(i) - x(i)) + c2 * rand() * (gBest - x(i)); x(i) = x(i) + v(i); ``` 其中，w是惯性权重，c1和c2是学习因子，rand()生成的是[0,1]之间的随机数。 6. **约束处理**：如果粒子的新位置超出搜索空间范围，需要进行约束处理，将其限制在指定范围内。 7. **重复步骤2-6**，直到满足停止条件（如达到最大迭代次数、目标精度等）。 在提供的压缩包文件d6393f629b4b4a7da0cc9e3a05ba01dd中，很可能包含了一个MATLAB函数或脚本，实现了上述步骤的PSO优化过程。通过查看和运行这个文件，你可以直观地了解PSO在MATLAB中的实际应用。 值得注意的是，PSO算法的性能受多个参数影响，包括粒子数量、学习因子、惯性权重等。不同的参数设置可能导致不同的优化效果，因此在实际应用中，通常需要通过多次实验来调整这些参数，以达到最佳的优化性能。 MATLAB中的PSO算法是一种强大的全局优化工具，尤其适合解决多模态和高维优化问题。通过理解其基本原理和实现步骤，你可以有效地利用这个算法来解决各种实际问题。在实际应用中，结合具体问题的特点进行参数调整和优化策略的设计，是提高PSO效率的关键。

4.1 电子病历实体关系抽取任务 电子病历命名实体关系抽取主要研究从电子病 历中抽取疾病、症状、检查和治疗这几类实体间的 关系. 这些实体关系体现了患者健康状况信息和针 对患者的医疗处置措施, 也体现了医生的专业知识. 如下面的例子: 1) 头 CT 检查显示腔隙性脑梗死 (检查 “头 CT” 证实了疾病 “腔隙性脑梗死”); 2) 患者彩超结果汇报轻度脂肪肝、慢性胆囊炎, 给予饮食指导, 继续治疗方案 (“彩超” 证实了 “轻度 脂肪肝” 和 “慢性胆囊炎”, “饮食指导” 施加于 “轻 度脂肪肝” 和 “慢性胆囊炎”). 电子病历实体关系抽取任务在命名实体识别基 础上展开, 对病历文本中同一个语句中的两个命名 实体赋予预定义的关系类型, 因而该任务转化为分 类问题, 通常采用基于机器学习的方法实现, 评价指 标采用精确度、召回率和 F 值. 目前电子病历实体 关系只限于一个句子范围内两个实体之间的关系. Uzuner 首先对医疗实体关系抽取进行了开创 性的研究, 详细定义了六大类医疗实体关系: 当前疾 病和治疗的关系、可能的疾病和治疗的关系、疾病 (包括当前的和可能的) 和检查的关系、疾病和症状 的关系、当前症状和治疗的关系、可能的症状和治 疗的关系[3]. 如果已经定义了修饰识别任务, 实现了 疾病和症状的修饰识别, 那么在关系抽取时, 可以不 考虑修饰的影响, 直接抽取实体间的关系, 然后借助 实体的修饰, 可以得到文献 [3] 定义的上述各类关 系. 所以, 在 I2B2 2010 评测中, 实体关系的定义没 有考虑修饰的因素. I2B2 2010 首次对电子病历命 名实体关系进行了系统的分类[12], 这些关系包括医 疗问题和医疗问题之间的关系、医疗问题和检查之 间的关系、医疗问题和治疗之间的关系. 这三类关系 以医疗问题为中心, 反映了电子病历面向医疗问题 的信息组织方式. 这三类关系只限于一个句子范围 内两个实体之间的关系. 表 5 详细列出了医疗问题、 检查和治疗这三类实体间的关系. 针对中文电子病历特点, 医疗问题被拆分为疾 病和症状,那么在定义实体关系时,也应作相应调整. 主要体现在两方面: 1) 医疗问题和治疗 (或检查) 的 关系转变为疾病和治疗的关系以及症状与治疗的 关系, 医疗问题和检查的关系也转变为疾病和检查 的关系以及症状和检查的关系; 2) 医疗问题之间的 关系替换为疾病和症状的关系 (疾病导致了症状)、 疾病和疾病的关系 (疾病导致了另一个疾病)、症状 和症状的关系 (症状伴随另一个症状). 自动抽取这几类实体间的关系可以构造患者健 康状况的简明摘要, 医生可以预先快速浏览病人的 信息, 后续再关注特定的细节. 除了可以用作医疗研 表 4 疾病和症状的修饰识别方法总结 Table 4 Summarization of methods for assertion classification 作者 方法 用到的资源 数据 评价 (F 值) Chapman 等[13] (NegEx) 规则 正则表达式规则 出院小结 0.853 Mutalik 等[105] (Negfinder) 规则 正则表达式规则、句法规则 自建语料 0.965 Sohn 等[106] (DepNeg) 规则 依存规则 I2B2 2010 评测数据 0.838 Harkema 等[107] (ConText) 规则 正则表达式规则、触发词 6 种类型的病历文本 0.76∼ 0.93 Uzuner 等[108] SVM / 三个机构的病历 0.35∼ 0.98 Grouin 等[110] SVM NegEx I2B2 2010 评测数据 0.931 Jiang 等[97] SVM MedLEE I2B2 2010 评测数据 0.931 de Bruijn 等[99] SVM cTAKES I2B2 2010 评测数据 0.936 Clark 等[111] CRF、最大熵 语义分类词典、状态规则 I2B2 2010 评测数据 0.934

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