基于改进粒子群算法的多阈值图像分割

提出了一种改进的粒子群算法,在初始化种群时采用相对基学习原理,以获得较优的初始候选解;在后期迭代过程中引入扩张模型,使粒子不易陷入局部极小值点,并将其用于多阈值图像分割。由最大熵阈值法得到所要优化的目标函数,用改进的粒子群算法对其进行优化,使其能够准确并迅速的得到分割的最佳阈值组合,并用该阈值组合对图像进行分割。将此分割结果与遗传算法的多阈值分割结果相比较可以看出,该算法可更为准确快速的实现图像分割。     

基于混沌粒子群算法的多阈值图像分割

针对单阈值图像分割方法在求取比较复杂的图像时效果不理想及粒子群算法容易陷入局部最优且速度较慢等等问题,提出了基于混沌粒子群优化算法的多阈值图像分割方法。该方法利用混沌运动随机性、遍历性和初值敏感性,将混沌粒子群优化算法与多阈值法相结合作全局搜索,实验结果表明了基于混沌粒子群优化算法的多阈值图像分割法用于阈值寻优减少了搜索时间,并且运行时间不随阈值数目的增加而显著增加。     

灰度熵和混沌粒子群的图像多阈值选取

最大Shannon熵阈值选取方法仅仅依赖于图像灰度直方图的概率信息,而没有直接考虑类内灰度级的均匀性.为此提出了最大灰度熵的阈值选取方法.首先给出了灰度熵的定义及其单阈值选取方法,该灰度熵与现有的仅基于直方图分布的最大Shannon熵不同,直接反映了类内灰度级的均匀性;其次导出了量化图像直方图的灰度熵单阈值选取公式;最后将灰度熵单阈值选取推广到多阈值选取,提出了相应的快速递推算法,并进一步采用混沌小生境粒子群优化算法寻找最佳多阈值.实验结果表明,与最大Shannon熵单阈值选取和基于粒子群的最大Shannon熵多阈值选取方法相比,所提出方法的分割图像边缘、纹理更为准确,视觉效果明显改善.     

基于微粒群算法的灰度图像阈值分割的改进

为了充分利用灰度图像的灰度信息和空间信息,提高分割精确度和最优阈值的求解速度,提出一种基于微粒群算法的阈值分割方法--PSO-SDAIVE算法.该算法对传统的二维直方图进行改进,生成差值属性灰度直方图,同时对灰度均值和二维熵的计算进行改进,生成空间差值属性信息值熵(SDAIVE),最后用微粒群算法搜索SDAIVE的最大值.在实验中,对头部CT图像进行分割,实验结果表明,这种分割方法能精确地获得分割阈值,并有很好的抗噪声能力,节省计算时间.     

基于粒子群优化算法的最佳熵阈值图像分割

研究图像的空间信息和灰度的信息图像分割,从中提取感兴趣的目标.针对传统阈值算法虽然考虑了图像的空间信息,但是由于解空间维数增加,搜索范围增大,导致了计算时间延长,求解最优阈值的速度较低,同时传统二维熵的计算中只考虑了像素的概率,忽略了灰度的概率,导致分割不准确.为了充分利用灰度图像的灰度信息和空间信息,提高分割精确度和最优阈值的求解速度,提出一种基于粒子群算法的阈值分割方法(PSO-SDAIVE算法).算法对传统的二维直方图进行改进,生成差值属性灰度直方图,同时对灰度均值和二维熵的计算进行改进,生成空间差值属性信息值熵(SDAIVE),最后用粒子群算法来搜索SDAIVE的最大值.对头部CT图像进行分割进行了仿真,实验结果表明,能够对图像进行准确的分割,而且运行时间明显较短,证明粒子群优化的图像分割算法是可行和有效的.     

多阈值图像分割的模糊粒子群优化算法

把粒子群算法应用到多阈值图像分割中,结合已有的模糊C-均值聚类法提出了一种基于模糊技术的粒子群优化多阈值图像分割算法。FCM聚类算法是一种局部搜索算法,对初始值较为敏感,容易陷入局部极小值而不能得到全局最优解。PSO算法是一种基于群体的具有全局寻优能力的优化方法。将FCM聚类算法和PSO算法结合起来,将FCM聚类算法的聚类准则函数作为PSO算法中的粒子适应度函数。仿真实验表明新算法在最大熵评判准则下能够得到最优阈值。     

基于改进粒子群算法的阈值图像分割

针对基本粒子群算法目前存在的收敛速度过慢且容易于陷入局部极值等方面问题,提出根据蜂群算法的领域搜索思想,改变算法中粒子领域结构。通过借鉴蜂群的领域搜索策略解决粒子群算法陷入局部极值的问题,提高收敛速度。并将改进后粒子群算法应用于阈值图像分割中,仿真结果表明改进算法在图像阈值分割中减少阈值的寻优时间,优化收敛精度,提高图像处理的实时性和精度性。     

基于改进粒子群算法的图像闭值分割方法

针对图像提取问题,最优阈值选取是否合理对图像分割效果至关重要。在处理不同种类图像区域时,粒子群算法(PSO)由于早熟现象难以准确计算最优分割阈值,因此导致图像分割准确率低。为了提高图像分割准确率且准确地提取出图像目标,提出一种基于混沌粒子群算法(CPSO)的图像阈值分割方法。受益于混沌运行的遍历性、对初始条件的敏感性等优点,CPSO很好地解决了PSO的粒子群过早聚集和陷入局部最优等难题,加快了全局搜索最优解的能力。采用具体图像对CPSO算法图像分割性能进行仿真实验,结果表明,相比于其它图像分割算法,CPSO不仅加快了运算速度,提高了图像分割效率,而且提高了图像分割准确率,非常适合于图像实时分割处理。     

基于粒子群优化算法的阈值图像分割研究

研究将群体智能中的粒子群优化算法应用到图像分割中,提出了一种新的图像分割算法.新方法基于最佳熵阈值分割技术,用粒子群优化算法自适应选取分割阈值.仿真实验针对Lena图像分割问题,将遗传算法与粒子群优化算法分别独立运行,对得到的阈值以及均值、方差进行了比较,并将运行时间作为算法复杂度的评价指标.统计结果显示,论文算法不仅能够对图像进行准确的分割,而且运行时间明显较短.仿真结果表明,基于粒子群优化的图像分割算法是可行的、有效的.     

基于改进鱼群算法的多阈值图像分割

为了实现图像的有效分割,提出了一种基于改进鱼群算法的多阈值图像分割方法。引入领域搜索的思想对基本人工鱼群算法做了进一步改进;然后对最大熵函数进行全局优化,改进后的算法能够根据人工鱼的个体适应度大小和种群的分散程度自动调整鱼群控制参数,在保证群体多样性的同时加快了算法的收敛速度;最后得到分割图像的最佳阈值,克服了基本鱼群算法后期收敛性差、易陷入局部最优等问题。实验结果表明,所提算法能够获得较稳定、快速和准确的图像分割。     

Partitioned-cooperative quantum-behaved particle swarm optimization based on multilevel thresholding applied to medical image segmentation

In this paper, in order to search the global optimum solution with a very fast convergence speed across the whole search space, we propose a partitioned and cooperative quantum-behaved particle swarm optimization (SCQPSO) algorithm. The auxiliary swarms and partitioned search space are introduced to increase the population diversity. The cooperative theory is introduced into QPSO algorithm to change the updating mode of the particles in order to guarantee that this algorithm well balances the effectiveness and simplification. Firstly, we explain how this method leads to enhanced population diversity and improved algorithm over previous strategies, and emphasize this algorithm with comparative experiments using five benchmark test functions and five shift complex functions. After that we demonstrate a reasonable application of the proposed algorithm, by showing how it can be used to optimize the parameters for OTSU image segmentation for processing medical images. The results show that the proposed SCQPSO algorithm outperforms than the other improved QPSO in terms of the quality of the solution, and performs better for solving the image segmentation than the QPSO algorithm, the sunCQPSO algorithm, the CCQPSO algorithm.     

Multilevel thresholding image segmentation based on improved volleyball premier league algorithm using whale optimization algorithm

Multimedia Tools and Applications - Multilevel thresholding image segmentation has received considerable attention in several image processing applications. However, the process of determining the...     

基于最大模糊熵和微粒群的双阈值图像分割

基于最大模糊熵准则和微粒群算法,提出了一种新的双阈值图像分割方法.该方法通过定义3种模糊隶属度函数,将图像模糊划分为暗、灰和亮3个不同的区域.同时采用微粒群算法搜索最大模糊准则下模糊参数的最优组合,进而确定图像的两个最佳分割阈值.仿真结果表明,该算法具有良好的分割效果和较强的实时处理能力.     

多目标粒子群和人工蜂群混合优化的阈值图像分割算法

在图像分割中,为了准确地把目标和背景分离出来,提出了一种基于多目标粒子群和人工蜂群混合优化的阈值图像分割算法。在多目标优化的框架下,将改进的类间方差准则和最大熵准则作为适应度函数,通过粒子群和蜂群混合优化这2个适应度函数来获得1组非支配解。同时,为了提高全局和局部搜索能力,在蜂群进化时,将粒子群的全局最优解引入到人工蜂群算法的雇佣蜂阶段蜜源的更新中,并对搜索方程进行改进。最后通过类间差异和改进的类内差异的加权比值,从一组非支配解中选取最优阈值。实验结果表明,该算法能够取得理想的分割结果。     

Multilevel image segmentation with adaptive image context based thresholding

Neural network based image segmentation techniques primarily focus on the selection of appropriate thresholding points in the image feature space. Research initiatives in this direction aim at addressing this problem of effective threshold selection for activation functions. Multilevel activation functions resort to fixed and uniform thresholding mechanisms. These functions assume homogeneity of the image information content. In this paper, we propose a collection of adaptive thresholding approaches to multilevel activation functions. The proposed thresholding mechanisms incorporate the image context information in the thresholding process. Applications of these mechanisms are demonstrated on the segmentation of real life multilevel intensity images using a self-supervised multilayer self-organizing neural network (MLSONN) and a supervised pyramidal neural network (PyraNet).We also present a bi-directional self-organizing neural network (BDSONN) architecture suitable for multilevel image segmentation. The architecture uses an embedded adaptive thresholding mechanism to a characteristic multilevel activation function.The segmentation efficiencies of the thresholding mechanisms evaluated using four unsupervised measures of merit, are reported for the three neural network architectures considered.     

基于小生境粒子群算法的图像分割方法

为了得到分割图像的最佳阈值,提出了一种基于小生境粒子群算法的图像分割方法。小生境粒子群算法通过划分小生境的方法,保持了物种的多样性,克服了粒子群算法容易陷入局部解,后期收敛速度慢的缺点,提高了算法的全局寻优能力。该方法基于最大类间方差阈值分割技术,用小生境粒子群算法对适应度函数进行优化,得到最佳阈值,并用该阈值对图像进行分割。实验结果表明,与最大类间方差法,基于基本粒子群算法的最大类间方差分割法相比,所提出的方法不仅能得到理想的分割结果,而且分割速度也得到了提高。     

基于积分图和粒子群优化的肤色分割

为了更快地将肤色区域从图像中分割出来,在二维Ostu方法的基础上,提出了一种将积分图和粒子群优化相结合用于寻找最优分割阈值点的新方法。该方法通过对经过颜色补偿后的图片在YCbCr颜色空间中用二维高斯肤色模型计算肤色概率图,根据二维Ostu算法确定粒子群优化的目标函数,将积分图的方法用于粒子群优化中目标函数的计算,在有效地获取最佳阈值点的同时减少了计算量。实验表明,该方法能有效并且快速地分割出肤色区域。     

A multilevel image thresholding segmentation algorithm based on two-dimensional K–L divergence and modified particle swarm optimization

Multilevel image segmentation is a technique that divides images into multiple homogeneous regions. In order to improve the effectiveness and efficiency of multilevel image thresholding segmentation, we propose a segmentation algorithm based on two-dimensional (2D) Kullback–Leibler(K–L) divergence and modified Particle Swarm Optimization (MPSO). This approach calculates the 2D K–L divergence between an image and its segmented result by adopting 2D histogram as the distribution function, then employs the sum of divergences of different regions as the fitness function of MPSO to seek the optimal thresholds. The proposed 2D K–L divergence improves the accuracy of image segmentation; the MPSO overcomes the drawback of premature convergence of PSO by improving the location update formulation and the global best position of particles, and reduces drastically the time complexity of multilevel thresholding segmentation. Experiments were conducted extensively on the Berkeley Segmentation Dataset and Benchmark (BSDS300), and four performance indices of image segmentation – BDE, PRI, GCE and VOI – were tested. The results show the robustness and effectiveness of the proposed algorithm.