基于粒子群优化的Shearlet自适应图像去噪

研究Shearlet变换域图像去噪阈值选取的问题,提出Shearlet变换域图像去噪自适应阈值选取方法.该方法根据Shear-let变换域不同尺度和方向系数的分布特性,采用粒子群优化算法自适应地确定各尺度和方向的最优阈值,实现基于图像内容的自适应去噪.仿真实验表明,该方法能有效滤除图像的噪声,较好地保留图像的边缘信息.同时,去噪后图像具有更高的峰值信噪比(PSNR).     

粒子群优化的最佳阈值选取

选取最佳的收缩阈值是变换域收缩去噪的关键。针对Shearlet变换域图像收缩去噪的阈值选取问题,提出了基于粒子群优化的最佳阈值选取算法。建立了Shearlet变换域最佳阈值选取的广义交叉验证准则;以广义交叉验证准则为适应值函数,利用粒子群优化算法自适应地确定出与Shearlet尺度和方向匹配的最佳阈值。算法不依赖任何的先验知识,实现Shearlet变换域图像自适应去噪。仿真结果表明,最佳阈值能够更有效地去除噪声,获得更好的视觉效果。     

基于不同行为的两分群交换粒子群优化算法

为了寻找复杂多峰函数的全局最优解,在标准粒子群优化算法的基础上,提出一种基于不同行为的两分群交换粒子群优化算法。该算法将微粒分成大小相同的2个种群,不同种群采用不同进化模型。利用不同进化模型具有不同进化行为的特点,两分群相互影响并促进。该方法可以保持种群多样性,降低陷入局部极值的可能性。对一些复杂函数的仿真结果表明,该算法易于找到全局最优解。     

多阶段多模型的改进微粒群优化算法

针对微粒群优化算法在解决复杂优化问题时易于出现早熟收敛现象,提出了一种多阶段多模型的改进微粒群优化算法。考虑寻优不同阶段的开发与探测能力需求的差异,算法将寻优过程分成3个阶段,各阶段采用不同的模型进行进化。第一阶段利用标准微粒群优化算法发现局部极值的邻域;第二阶段利用Cognition Only模型快速找到局部极值点,提高寻优效率;第三阶段,提出了一种改进的进化模型,利于粒子快速跳出局部极值点,寻找到全局最优点。4种复杂测试函数的实验结果表明：该算法比标准微粒群优化算法（PSO）和基于不同进化模型的两群优化算法（TSE-PSO）更容易找到全局最优解,相比两群微粒群优化算法,还能在一定程度上提高优化效率。     

基于多样性指标的两群替代微粒群优化算法

粒子群优化算法是进化计算领域中的一个新的分支。该算法简单且功能强大,但是粒子群优化也容易发生过早收敛的问题。该文提出一种两群替代微粒群优化算法,该方法将微粒分成不同的两分群进行搜索寻优。搜索一定次数后,每一次迭代首先判断微粒群的多样性是否低于一个阈值,若低于则按照黄金分割率用一分群中若干优势微粒取代另一分群中的劣势微粒。对3种常用函数的优化问题进行测试和比较,结果表明,该两群替代微粒群优化算法比基本微粒群优化算法更容易找到全局最优解,优化效率和优化性能明显提高。     

基于改进的PSO算法在Shearlet图像去噪中的应用研究

本文主要通过对标准粒子群优化算法的分析与研究,根据不同特点的粒子群进化模型,提出基于不同进化模型的粒子群改进算法,增加算法群体多样性,提高算法的全局收敛性能。最后将改进的PSO算法应用于Shearlet图像去噪研究。     

基于Shearlet框架的多尺度去噪算法

目前的经典多尺度系统Curverlet、Contourlet存在的主要缺点之一是它们无法将连续性与数字世界进行统一处理,而Shearlet系统是目前多尺度领域内唯一满足这一性质同时还提供对图像的最优稀疏表示的多尺度系统。提出一种用限制频带的Shearlet变换来进行多尺度分析,其主要通过对图像进行快速PPFT变换,以及加权和加窗处理得到Shearlet系数,通过SURE-LET变换进行噪声估计优化分解系数,最后进行Shearlet重构得到去噪图像。实验结果表明,相比于目前的去噪算法,在PSNR、SSIM和时间上,该算法都有一定的优势。     

基于非局部自相似的Shearlet自适应收缩图像去噪

针对Shearlet收缩去噪引入的Gibbs伪影和"裂痕"现象,提出一种结合非局部自相似的Shearlet自适应收缩图像去噪方法.首先,对噪声图像进行多方向多尺度的Shearlet分解;然后,基于高斯比例混合(GSM)模型的Shearlet系数分布建模,利用贝叶斯最小二乘估计对Shearlet系数进行自适应收缩去噪,重构得到初始去噪图像;最后,利用非局域自相似模型对初始去噪图像进行滤波处理,得到最终的去噪图像.实验结果表明,所提方法在更好地保留边缘特征的同时,有效地去除噪声和收缩去噪引入的Gibbs伪影,该方法获得的峰值信噪比(PSNR)和结构自相似指标(SSIM)比基于非抽样剪切波变换(NSST)的硬阈值去噪方法提高1.41 dB和0.08;比非抽样Shearlet域GSM模型去噪方法提高1.04 dB和0.045;比基于三变量模型的剪切波去噪方法提高0.64 dB和0.025.     

一种基于差异演化的协同粒子群优化算法

提出一种协同进化PSO算法,用于保持粒子种群的多样性并避免发生“早熟”的问题．该方法采用两个不同的分群;其中分群一的粒子采用标准PSO算法进行搜索寻优,分群二的粒子采用差异演化算法进行搜索和寻找最优解．在搜索过程中,如果标准PSO算法的适应度变化率低于一个阈值,则按照黄金分割率用分群二中的若干优势粒子取代分群一中的劣势粒子．用所提出的PSO算法和标准PSO算法对4种常用函数进行优化．结果表明,该粒子群优化算法比标准粒子群优化算法更容易找到最优解,而且优化效率和优化性能明显提高．     

自适应Shearlet域约束的全变差图像去噪

采用传统非线性扩散图像去噪方法得到的图像边缘模糊,为此,提出一种有限自适应Shearlet域约束的极小化变分图像去噪算法。通过自适应阈值收缩Shearlet系数,保留图像纹理与边缘空间,利用全变差极小化平滑空间,建立全变差正则化的能量泛函去噪模型。实验结果表明,该算法能在减少图像噪声的同时,保留图像边缘信息,对含有丰富纹理结构的图像,去噪性能更佳。     

三群粒子群优化算法及其在丙烯腈收率软测量中的应用

提出了一种三群粒子群优化算法（THSPSO, three sub-swarms particle swarm optimization）．该算法将整个粒子群分为三群，第一群粒子朝全局历史最优方向飞行，第二群粒子朝着相反方向飞行，第三群粒子在全局历史最优位置周围随机飞行．分别将该算法和基本粒子群优化算法（PSO, particle swarm optimization）用于一些常用测试函数的优化问题；结果表明,与PSO相比，THSPSO具有更好的优化性能．然后，用THSPSO训练神经网络，并将其用于丙烯腈收率软测量建模，结果显示了三群粒子群优化算法在丙烯腈软测量建模中的可行性与有效性．     

双群分段交换的改进微粒群优化算法研究

针对微粒优化算法在高维复杂函数寻优上容易陷入局部极值的问题,提出了一种双群分段交换的改进微粒群优化算法（TSME-PSO）。算法将群体分成规模相同的两个种群,两分群采用不同的进化模型更新微粒的位置与速度。算法搜索的不同阶段,交换不同数目的微粒,且数量是不断减少的。通过这些方法,可以有效地提高种群多样性,增强微粒寻优活力。仿真实验表明,TSME-PSO算法可以有效逃离局部极值,整体寻优性能良好,优于其他算法。     

一种多微粒群协同进化算法

受自然界共生现象的启发,将微粒群算法和协同进化相结合,提出了一种多微粒群协同进化算法。进化过程中,粒子不仅要与本子群的其他微粒交换信息,还要受其他子群体的影响。通过对三个标准函数优化的实验结果表明,此算法在一定程度上避免了陷入局部极值点并且提高了收敛精度。     

采用异构搜索的多子群协同进化粒子群算法

针对传统的单种群粒子群优化算法易陷入局部最优、搜索精度低的问题,提出一种异构多子群粒子群算法。算法由自适应子群、精英子群和若干普通子群构成,精英子群由普通子群和自适应子群中的优秀个体组成,每个子种群采用不同策略进行进化,根据种群的早熟收敛程度和粒子的适应度值自适应地调整惯性权重,自适应子群根据普通子群的适应度值和速度自适应调整飞行方向,采用免疫克隆选择算子对精英子群进行精细搜索,普通子群、自适应子群与精英子群之间通过迁移操作实现信息的充分交流。针对典型的Benchmark 函数优化问题测试,仿真结果表明所提算法能较好地保持粒子多样性,收敛精度高且全局搜索能力强,具有良好优化性能。     

多策略协同进化粒子群优化算法

为了提高粒子群优化(PSO)算法的优化性能, 提出了一种多策略协同进化PSO(MSCPSO)算法。该方法引入了多策略进化模式和多子群协同进化机制, 将整个种群划分为多个子群, 每个子群中的粒子按照不同的进化策略产生新的粒子。子群周期性地更新共享信息, 以加快算法的收敛速度。通过六个基准函数实验, 仿真结果表明, 新算法在计算精度和收敛速度方面均优于其他七种PSO算法。     

Cultural algorithm-based quantum-behaved particle swarm optimization

A hybrid quantum-behaved particle swarm optimization (QPSO) based on cultural algorithm (CA), which we call cultural QPSO, is proposed. Although QPSO is a promising algorithm for many optimization problems, it is apt to lose the diversity of the swarm in the later period of the search and prematurely converges to the local optimum. Inspired by the structure of human society, this paper uses the CA model to diversify the QPSO population and improve the QPSO's performance. In this model, the swarm is divided into two sub-swarms: the common particle and the elite particle sub-swarm. If a particle comes from a common sub-swarm, it will evolve according to the QPSO method, and during the evolvement, it will be affected not only by the other common particles but also by the elites. For the elites, the differential evolution (DE) method is adopted for evolvement. After each generation, the elites will be re-elected from the whole swarm according to fitness values. The simulation results on benchmark functions demonstrate that cultural QPSO outperforms the original QPSO for many problems.     

差分进化粒子群混合优化算法的研究与应用

对基本粒子群算法（PSO）和差分进化算法（DE）进行了分析,有机结合两种进化算法提出了一种新型差分进化粒子群混合优化算法,该算法将优化过程分成两阶段,两分群分别采用PSO算法和DE算法同时进行。迭代过程中引入进化速度因子并通过群体间的信息交流阻止算法陷入局部最优。对4个高维复杂函数寻优测试表明算法的鲁棒性、收敛速度和精度,全局搜索能力均优于常规PSO和DE。将提出的改进算法用于乙烯收率软测量建模,应用结果表明模型精度较高、泛化性能较好。     

一种带禁忌搜索的粒子并行子群最小约简算法

为了提高基于群体智能的粗糙集最小属性约简算法的求解质量和计算效率,提出一个结合长期记忆禁忌搜索方法的粒子群并行子群优化算法.并行的各子群不仅具有禁忌约束,而且包含多样性和增强性策略.由于并行的子群共同陷入局部最优的概率小于一个粒子群陷入局部最优的概率,该算法可提高获得全局最优的可能性,并减少受初始粒子群体的影响.多个UC I数据集的实验计算表明,提出的算法相对于其他的属性约简算法具有更高的概率搜索到最小粗糙集约简.因此所提出的算法用于求解最小属性约简问题是可行和较为有效的.