基于改进郊狼算法的图像分割方法与应用

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图像分割是计算机视觉的一个非常经典的难题,对图像分析和图像理解具有重要的支撑作用。图像分割的实质是对一副图像进行目标与背景的分离,从而提取出感兴趣的区域。图像分割技术的应用领域较为宽泛,如人脸识别、无人驾驶和安防监控等。图像分割在医学图像辅助治疗中也发挥着重要作用,医学图像分割是图像分割领域最为重要的研究方向之一。近年来,人工智能的不断发展使得群体智能算法被广泛的运用到图像分割算法中,并且取得了不错的实验结果。本文选取群体智能算法中的郊狼优化算法,对其进行多种方案的改进,然后将改进的郊狼优化算法与图像分割技术相结合,并分析多种改进郊狼算法在图像分割中的实验结果,最后总结出多种改进郊狼算法在图像分割中的优劣。本文的内容主要分成以下几个部分:(1)首先对传统的郊狼优化算法进行详细的介绍,并引出以Otsu和Kapur熵作为目标函数的设想,并将其分别作用于郊狼优化算法中。(2)为了避免算法收敛速度慢和早熟等缺点,本文提出了基于差分动态变异扰动策略的改进模糊郊狼优化算法,并对选取的标准图像进行图像分割实验。本文通过PSNR(峰值信噪比)和FSIM(特征相似性)来评估算法在多阈值图像分割上的效果差异。(3)以Otsu为目标函数,引入混沌初始化的概念,提出基于混沌初始化的郊狼优化算法,然后在其基础上,将目标函数Otsu替换成模糊Kapur熵,再引入反向学习策略,提出基于混沌初始化和反向学习策略的郊狼优化算法,从而来获得最优的分割阈值向量。(4)将以上提出的改进郊狼算法应用到医学图像分割中,将几种改进郊狼算法在医学图像分割中的实验结果进行比较,并分析其分割效果的优劣。
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