结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取

              **以下是我读了相关文章的总结**

因为图像主要信息来源于边缘,以前用Roberts算子和Sobel算子。其中遗传和蚁群算法具体如下:
1)遗传算法:前期收敛快,而后期迭代次数多了,手链开始变得缓慢;
2)蚁群算法:前期因为“信息素”较少,所以收敛速度慢,但是后期收敛速度加快,且其具有并行性和全局搜索能力。

图像边缘检测:有Step、Roof等。下图就是上述两种算法的收敛图:
《结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取》

在混合模型开始,进行遗传算法直到设置的终止条件,将最优解作为蚁群算法的“信息素”初始浓度,然后实现蚁群算法。

算法如下:
设置“信息素”的初始值
《结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取》
《结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取》为常数,表示“信息素”,相当于《结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取》在NMAS中的值;
《结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取》是前期遗传算法获得的最优解。

具体步骤:
(1)初始值构造
每一个个体有4个参数,每一个参数有16位二进制编码。所以初始共有64位编码,其中:
1——16 :表示状态转移概率的“信息素”影响因素α的值;
17——32:表示启发式方向函数的影响因素β的值;(启发式策略如果感兴趣的你自己可以深入去了解)
33——48:表示“信息素”发散系数λ的值;
49——64:表示迭代次数N。

(2)目标函数的设计
随机把m个人工蚂蚁放在n个像素中,评估通过每个个体和目标函数产生的边缘提取的图像。
目标函数: Objv = std2(u)
其中:u为迭代的边缘图像和原始图像的能量差,即u=I1-I2。

(3)访问下一个像素值的选择
Gk是节点的集合,没访问之前的;
Sk是访问下一步节点的集合,根据概率转移公式得:
《结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取》
Cij为状态函数,从蚁群的转移公式获得;q0位常数,范围为0~1;q为随机数,q=(0,1],if q<=q0,且选择下一个最小像素,若q>q0,则用下面公式:
《结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取》
其中:
α为“信息素”启发式因子,β为启发式方向函数的影响因子,pij(t)是蚂蚁k从像素i到j在时间t的概率。

(4)更新每个像素的“信息素”浓度
设置“信息素”范围为[δmin,δmax],防止其陷入局部最小值。
(i)全局“信息素”更新;
(ii)局部“信息素”更新。

(5)如果满足终止条件,则退出算法,否则进入(3)。

最后实验结果:
《结合遗传和蚁群算法的图像边缘特征提取》

    原文作者:遗传算法
    原文地址: https://blog.csdn.net/gzq0723/article/details/50805281
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