细菌觅食算法的改进及在图像分割中的应用

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xybcn960
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
阈值法和模糊C均值(FCM)算法是图像分割算法中应用较为广泛的算法。阈值法因其算法实现简单、时间复杂度小,成为了图像分割领域中普遍使用的分割算法。阈值算法虽然有多种形式,但是绝大多数获得阈值的方法依然脱离不了穷举计算的方式,在多阈值分割中会产生计算量大、耗时长的问题。另外,FCM算法作为聚类算法中用于图像分割领域应用最为广泛的算法,具有结构简单,收敛速度快等优点;但是,FCM算法本身的缺陷是对于算法聚类中心的初始值要求很严格,此不足可能会因为聚类中心初始化不当造成陷入局部最优的问题。因此,为了弥补上述传统图像分割算法的缺陷,本文提出了一种基于细菌觅食算法的分割方法。细菌觅食算法(Bacterial Foraging algorithm,简称BFA)是一种高效的求解问题的仿生随机优化算法。因为其具有鲁棒性,并行性,易跳出局部极小值等优势,所以非常适用于解决较复杂的搜索优化问题。而阂值法和FCM算法的图像分割问题都可以转化为搜索优化问题,这为解决图像分割问题提供了一种新的且有效的方法。但是,BF算法是源自于大肠杆菌群体觅食行为的模拟,其理论基础还不完善,且算法自身的原因还存在着早熟和收敛慢得缺陷,需要进一步研究改善。因此,本文主要是对传统细菌觅食算法进行改进,并在此基础上将改进的算法用于解决图像分割中存在的问题,主要的研究工作如下:1.针对传统细菌觅食算法的收敛性慢和易早熟问题做出了改进,提出了一种基于微粒群优化策略的自适应觅食算法(adaptive bacterial foraging algorithm oriented by particle swarm optimization strategy,简称ABF-PSO)。其主要思想是利用微粒群策略调整细菌朝群体最优的方向运动,并且利用自适应步长代替细菌的固定步长,避免算法陷入局部最优,这样就能达到快速收敛和找到最优的目的。最后,对此做了大量的测试函数仿真实验,实验结果表明,该方法的收敛速度有了极大地提高,能够找到全局最优。2.基于上述ABF-PSO算法的实验分析,将其用于弥补最大类间方差算法和最大熵算法多阈值分割的缺陷。通过实验表明:本文的方法不仅能够快速找到图像的阂值最优组合而且能取得很好的分割效果。3.利用ABF-PSO算法提高FCM算法图像分割的性能。通过实验分析表明:本算法对于解决FCM算法的图像分割问题具有比较好的效果。
其他文献
数字视频的一个显著特点是原始数据量巨大,给传输和存储带来严重挑战。视频编码技术可以将视频数据压缩几十倍,甚至几百倍,有力地推动了视频通信的发展。视频编码器已成为现代网
目前,基于对等网络技术的系统正得到越来越广泛的应用。对等网络所占的网络流量已经超过了Web访问所带来的网络流量,而成为了互联网上最大的流量。而在各种不同类型的对等网
聚类分析作为机器学习领域的重要研究方向之一,吸引了很多学者的关注。在聚类分析中,距离度量是影响聚类算法精度的重要因素。在传统的聚类算法中,一般使用欧氏距离来度量样本之
近年来,由于引入了基于身份的概念,进一步简化了数字签名的密钥管理方式,允许用户自主选择公钥,而私钥由私钥产生中心根据用户信息产生。导致私钥产生中心可以伪造用户的有效
随着网络的普及与发展,虚拟社会逐渐渗透进人们的生活中,出现了很多大型社会网络在线网站如facebook、twitter、新浪微博等,人与人之间透过这些虚拟网络相互产生影响和互动。
随着信息技术的高速发展,智能人机交互系统的应用需求,人脸问题的研究作为计算机领域的核心课题之一,具有越来越广泛的实用价值和研究意义。人脸问题主要包括:人脸检测、人脸
近年来,随着人民生活水平的提高和地面交通的快速发展,城市交通系统的负荷日益加重,如何改善道路交通状况已经成为一个亟待解决的问题。致力于解决各种交通问题的智能监控系统是
随着信息技术的迅速发展,各种学科的信息也在随之迅速膨胀,人们迫切需要这些特定领域的信息检索与管理工具,特定领域文本分类成为当前研究热点。目前,特定领域文本分类主要是在传
为了加速响应联机分析处理系统中的复杂多维查询,通常需要预先计算并保存数据立方。然而数据立方的巨大尺寸却给数据立方的计算和存储带来诸多难题。为了保存数据立方不得不消
时空数据库管理系统是能够同时处理时态数据和空间数据的数据库管理系统。近年来,随着对无线网络和移动计算研究的深入和相关技术的不断发展,时空数据库管理系统逐渐成为数据