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专利号: 2014106134796
申请人: 江西理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于综合学习差分演化算法的多阈值图像分割方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,用户初始化参数,所述初始化参数包括分割阈值数量D,种群大小Popsize,最大评价次数MAX_FEs;

步骤2,当前演化代数t=0,并设置综合学习率Prit=0.5,杂交率Crit=0.9,缩放因子Fit=0.5,其中下标i=1,...,Popsize,当前评价次数FEs=0;

步骤3,随机产生初始种群 其中:下标i=1,...,Popsize,并且 为种群Pt中的第i个个体,其随机初始化公式为:

其中下标j=1,...,D,并且D为分割阈值数量; 为在种群Pt中的第i个个体,存储了D个分割阈值;rand(0,1)为在[0,1]之间服从均匀分布的随机实数产生函数;

步骤4,计算种群Pt中每个个体的适应值,其中适应值越大则表明个体越优秀,对于任意一个个体 的适应值 按以下公式计算:

其中Hk为第k个图像灰度值区间的熵,按如下公式计算:

当k=0时,

当下标k=1,2,...,D-1时当k=D时

其中h(j)为第j个图像灰度值在图像中的像素总数,pj为第j个图像灰度值在图像中的概率; 为向下取整运算符;w0为区间 的图像灰度值的累加概率和,H0为区间 的图像灰度值的熵,wk为区间 的图像灰度值的累加概率和,下标k=1,2,…D-1,Hk为区间 的图像灰度值的熵,wD为区间的图像灰度值的累加概率和,HD为区间 的图像灰度值的熵;然后当前评价次数FEs=FEs+Popsize,并保存种群Pt中适应值最大的个体为最优个体Bestt;

步骤5,令计数器i=1;

步骤6,如果计数器i大于种群大小Popsize,则转到步骤15,否则转到步骤7;

步骤7,计算个体 的当前综合学习率NPrit,计算公式如下:

其中r1为在[0,1]之间随机产生的实数;

步骤8,根据个体 的当前综合学习率NPrit,对个体 产生一个综合学习个体 其步骤如下:步骤8.1,令计数器j=1;

步骤8.2,如果计数器j大于D,则转到步骤9,否则转到步骤8.3;

步骤8.3,在[0,1]之间产生一个随机实数r2;如果r2小于个体 的当前综合学习率NPrit则转到步骤8.7,否则转到步骤8.4;

步骤8.4,在[1,Popsize]之间随机产生两个不相等的正整数RI1,RI2;

步骤8.5,如果个体 的适应值大于个体 的适应值,则 否则步骤8.6,令计数器j=j+1,转到步骤8.2;

步骤8.7, 令计数器j=j+1,转到步骤8.2;

步骤9,按以下公式计算个体 的当前缩放因子NFit和当前杂交率NCrit:

其中r3,r4都是在[0,1]之间随机产生的实数,randc(0.5,0.3)为以0.5作为位置参数,

0.3作为尺度参数产生服从柯西分布的随机实数函数,rand(0,1)为在[0,1]之间产生服从均匀分布的随机实数函数;

步骤10,以综合学习个体 作为基础个体,并以NFit为个体 的当前缩放因子,NCrit为个体 的当前杂交率,产生个体 的试验个体 并计算试验个体 的适应值 其步骤如下:步骤10.1,令计数器j=1;

步骤10.2,在[1,D]之间随机产生一个正整数jRand;

步骤10.3,在[1,Popsize]之间随机产生两个不相等的正整数RI3,RI4;

步骤10.4,如果计数器j大于D,则转到步骤10.9,否则转到步骤10.5;

步骤10.5,在[0,1]之间产生一个随机实数r5,如果r5小于个体 的当前杂交率NCrit或者jRand等于计数器j,则转到步骤10.6,否则转到步骤10.7;

步骤10.6, 转到步骤10.8;

步骤10.7,

步骤10.8,令计数器j=j+1,转到步骤10.4;

步骤10.9,计算试验个体 的适应值 转到步骤11;

步骤11,按以下公式在个体 与试验个体 之间选择出个体进入下一代种群:

步骤12,按以下公式更新个体 的综合学习率 缩放因子Fit,杂交率Crit:

步骤13,令计数器i=i+1;

步骤14,转到步骤6;

步骤15,当前评价次数FEs=FEs+Popsize,保存种群Pt中适应值最大的个体为最优个体tBest;当前演化代数t=t+1;

步骤16,重复步骤5至步骤15直至当前评价次数FEs达到MAX_FEs后结束,执行过程中得到的最优个体Bestt即为分割图像的D个分割阈值,并以得到的D个分割阈值对图像进行分割。