基于進化膜計算的圖像分割優(yōu)化方法研究.pdf

1、膜計算是一種新型計算模型，其思想抽象于生物細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能。目前，膜計算的研究更多集中在理論方面，相比之下，應(yīng)用研究仍在初步階段，正期待出現(xiàn)新的進展以及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。本文研究膜計算理論，在此基礎(chǔ)之上，研究膜計算優(yōu)化方法在圖像分割領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要研究成果如下：
　　 ⑴在研究基本膜計算優(yōu)化方法及遺傳算法進化思想基礎(chǔ)上，通過改進膜計算優(yōu)化算法的膜結(jié)構(gòu)和進化規(guī)則，提出了一種多層嵌套膜結(jié)構(gòu)的膜計算優(yōu)化圖像分割方法。該方法的膜結(jié)構(gòu)包

2、含三個并行的子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)分別具有兩層嵌套的膜，各子系統(tǒng)使用類似但有區(qū)別于遺傳算法進化規(guī)則的進化方法：交叉規(guī)則，改寫規(guī)則，以及膜系統(tǒng)特有的交流規(guī)則。構(gòu)建了膜計算優(yōu)化模型，用于圖像分割閾值的尋優(yōu)，并和傳統(tǒng)的最大類間方差法所得結(jié)果對比，結(jié)果證明了所提算法的有效性。
　　 ⑵針對遺傳算法存在收斂過早，收斂精度不高的問題，提出了結(jié)合遺傳進化的膜優(yōu)化圖像分割方法。方法采用改進的遺傳算法作為膜內(nèi)的進化規(guī)則，利用膜計算區(qū)域劃分和交流機制，

3、提高算法性能。將所提出算法用于圖像分割，并與遺傳算法和多層嵌套膜結(jié)構(gòu)的膜優(yōu)化圖像分割方法進行比較，結(jié)果顯示了結(jié)合遺傳進化的膜優(yōu)化圖像分割方法性能好于遺傳算法性能。
　　 ⑶針對微粒群算法存在進化后期收斂速度慢、搜索精度不夠高的問題，提出了結(jié)合混沌差分微粒群進化的膜優(yōu)化圖像分割方法，即在膜計算理論基礎(chǔ)上，引入混沌差分進化和微粒群進化方法，通過在基本膜采用混沌差分進化，提高局部搜索能力；在表層膜采用微粒群進化，保證算法全局搜索能力，