【摘要】：智能優(yōu)化算法是對(duì)自然界智慧的一種模仿,該算法在智能性和健壯性方面表現(xiàn)良好,并且具有較好的并行性,全局搜索能力較強(qiáng),自適應(yīng)能力良好,智能優(yōu)化算法因其以上優(yōu)點(diǎn),引起廣泛關(guān)注。混合蛙跳算法(SFLA)是一種較新的智能優(yōu)化算法,該算法結(jié)合了粒子群優(yōu)化算法的全局搜索和模因算法的局部啟發(fā)式搜索這兩者的優(yōu)點(diǎn),在進(jìn)化過(guò)程中先進(jìn)行局部精確搜索,再利用子種群個(gè)體間的信息共享進(jìn)行全局搜索,兩者相互結(jié)合直至找出全局最優(yōu)解。SFLA結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,比較容易實(shí)現(xiàn),控制參數(shù)較少,在全局搜索能力方面表現(xiàn)較佳。但該算法也存在計(jì)算復(fù)雜度高、優(yōu)化效率不理想等問(wèn)題。為了有效提高SFLA的性能,本文通過(guò)對(duì)其算法進(jìn)行研究分析,提出了兩種改進(jìn)方案,并將改進(jìn)的算法用于多閾值圖像分割中。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)對(duì)于SFLA子種群內(nèi)的復(fù)雜更新步驟進(jìn)行深入分析,提出了一種基于差分進(jìn)化策略的混合蛙跳算法。該算法摒棄了原算法中在子種群內(nèi)每次只更新適應(yīng)度值最差的青蛙這種方法,改為每次在子種群內(nèi)更新所有青蛙;在進(jìn)行子種群內(nèi)更新時(shí),采用一種基于差分進(jìn)化策略的混合擾動(dòng)更新方法代替原來(lái)SFLA中需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的條件選擇的方法,并將榜樣學(xué)習(xí)法引入其中,提高算法的優(yōu)化性能。此外,新的算法去掉了原算法中的隨機(jī)更新方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)算法可以提高整體的優(yōu)化性能。(2)針對(duì)原始SFLA個(gè)體之間共享性差的缺點(diǎn),將生物地理學(xué)算法中共享性較強(qiáng)的遷移算子嵌入到SFLA中,形成一種基于生物地理學(xué)學(xué)習(xí)的高效SFLA算法。新的改進(jìn)還包括將差分變異策略和榜樣學(xué)習(xí)法融入其中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該改進(jìn)提高了SFLA的優(yōu)化性能。(3)基于對(duì)以上混合算法的分析,將其應(yīng)用于解決最大Renyi熵以及最大類間方差多閾值圖像分割中存在的閾值向量選擇不準(zhǔn)確、分割速度慢等問(wèn)題,提出兩種新型的多閾值圖像分割算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果可以表明,新提出的方法能夠準(zhǔn)確地找到圖像分割的最優(yōu)閾值組合,并且速度較快,所進(jìn)行的分割行之有效。
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP18;TP391.41
【圖文】：

將所有子種群內(nèi)的青蛙混合，進(jìn)行全局信息交流，結(jié)合實(shí)若干個(gè)子種群，如此反復(fù)循環(huán)一直到滿足最終條件。蛙群體尋找最優(yōu)食物源的過(guò)程中，池塘作為青蛙所在的生間，池塘中的青蛙群體相當(dāng)于該解空間中的解集合，每一中的一個(gè)候選解，對(duì)每只青蛙的初始位置進(jìn)行確定，即為青蛙的初始位置都可以看作是評(píng)價(jià)個(gè)體好壞的一個(gè)適應(yīng)度躍距離看成是青蛙個(gè)體的搜索步長(zhǎng)，搜索步長(zhǎng)具有一定的群內(nèi)的青蛙進(jìn)化改善了整個(gè)青蛙種群中個(gè)體(相當(dāng)于解空體向最優(yōu)食物源(相當(dāng)于目標(biāo)解)進(jìn)化的趨勢(shì)。在每個(gè)子種所攜帶的信息，因此，群體中最好的青蛙在整個(gè)進(jìn)化中做向其靠攏，并最終到達(dá)最優(yōu)食物源的位置。

5：退出 Step 4 的局部搜索步驟，混合子種群中的所有青蛙，，并再次按照適應(yīng)度值的優(yōu)劣進(jìn)行排序，并記錄排序第一的青完成種群的一次全局搜索更新；6：判斷算法是否滿足終止條件，若滿足條件則輸出最優(yōu)青蛙退出循環(huán)；否則進(jìn)行種群下一代更新，跳轉(zhuǎn)至 Step 3。上面所述步驟，SFLA 總流程如圖 2-2 所示。

LA 在基于 Renyi 熵的多閾值圖像分割時(shí)，的 Renyi 熵值，展現(xiàn)了較好的優(yōu)化能力，所有情況下，ISFLA 獲得的結(jié)果都是最優(yōu)的，ISFLA 的穩(wěn)定性是 3 種算法中最強(qiáng)的。 的成功率總是最高的，包括在一些情況下相對(duì)來(lái)說(shuō)，SFLA 獲得的結(jié)果優(yōu)于 LSFLA然 LSFLA 在基準(zhǔn)函數(shù)的測(cè)試中展現(xiàn)出較圖像分割時(shí)性能不佳，不適宜處理離散的像 (b) R 直方圖 (c) G 直方圖 (

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本文編號(hào)：2769980