蟻群聚類算法在圖像分割中的應(yīng)用研究.pdf

1、在智能自動(dòng)化研究領(lǐng)域，現(xiàn)在基于群體智能特征的仿生類算法研究正受到越來越多學(xué)者的關(guān)注。作為群體智能的典型實(shí)現(xiàn)，蟻群算法正在受到學(xué)術(shù)界的廣注關(guān)注。它是在20世紀(jì)90年代，由意大利學(xué)者M(jìn).Dorigo等人受螞蟻在覓食過程中可以找出從巢穴到食物源的最短路徑的啟發(fā)首先提出的。蟻群算法不僅能夠智能搜索，全局優(yōu)化，而且還具有穩(wěn)健性（魯棒性）、正反饋、分布式計(jì)算、易與其它算法結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，在解決復(fù)雜優(yōu)化問題上顯示出了良好的適應(yīng)性，是一種很有前景的方法。蟻

2、群算法作為一種新型的模擬進(jìn)化算法，其良好的離散性、并行性、正反饋性和魯棒性，使其非常適合于圖像分割。但基本蟻群算法中螞蟻的搜索是隨機(jī)的，計(jì)算量大，不利于算法的收斂。為此，本文主要研究了基于蟻群覓食思想和螞蟻堆形成原理的兩種蟻群聚類方式，并將其應(yīng)用于圖像分割。本文主要內(nèi)容包括： 1.首先對(duì)蟻群算法近年來的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，歸納算法的成功應(yīng)用領(lǐng)域和存在的不足。，然后，詳細(xì)介紹了蟻群算法的基本原理及蟻群系統(tǒng)模型，給出了幾種改進(jìn)的蟻群

3、算法。最后，提出一種基于求解旅行商問題的改進(jìn)蟻群算法，對(duì)蟻群算法中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了研究。 2.介紹了聚類的相關(guān)知識(shí)，包括聚類的概述，聚類的數(shù)學(xué)模型，基于螞蟻覓食思想的蟻群聚類方式，基于螞蟻堆形成原理的蟻群聚類方式和基于蟻群轉(zhuǎn)移概率的K-均值聚類算法。 3.給出了形式化的圖像分割定義，對(duì)圖像分割技術(shù)進(jìn)行了比較詳細(xì)的分類，在特征空間聚類技術(shù)中，提出一種基于空間特征矢量的聚類方法，并將其應(yīng)用于圖像分割。 4.根據(jù)螞蟻堆形

4、成原理的蟻群聚類方式，提出一種基于蟻群聚類算法的圖像分割方法，將其應(yīng)用于圖像分割，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：提出的算法具有較好的圖像分割效果，程序簡單且易于實(shí)現(xiàn)。 5．根據(jù)螞蟻覓食思想的原理，提出一種基于蟻群動(dòng)態(tài)模糊聚類算法的圖像分割方法，給出多種信息素的更新方式。針對(duì)算法循環(huán)次數(shù)多，計(jì)算量大的問題，綜合考慮圖像中像素的灰度、鄰域平均灰度、梯度等特征來設(shè)置初始聚類中心，進(jìn)行蟻群模糊聚類。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該方法在圖像分割中的確能夠得到較好的分割