【图像分割-阈值分割】基于灰狼算法优化最小交叉熵实现图像多阈值分割附Matlab代码

本文涉及的产品
视觉智能开放平台,视频资源包5000点
视觉智能开放平台,分割抠图1万点
视觉智能开放平台,图像资源包5000点
简介: 【图像分割-阈值分割】基于灰狼算法优化最小交叉熵实现图像多阈值分割附Matlab代码

 ✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可私信。

🍎个人主页:Matlab科研工作室

🍊个人信条:格物致知。

更多Matlab仿真内容点击👇

智能优化算法神经网络预测雷达通信 无线传感器

信号处理图像处理路径规划元胞自动机无人机

1 内容介绍

阈值分割方法的关键在于阈值选取.阈值决定了图像分割结果的好与坏,随着阈值数量的增加,图像分割的计算过程越来越复杂.为了选取适当的阈值进行图像分割,文中提出了离散灰狼算法(Discrete Grey Wolf Optimizer,DGWO),即经过离散化处理的灰狼算法,并用该算法求解以Kapur分割函数为目标函数的全局优化问题.DGWO算法具有很好的全局收敛性与计算鲁棒性,能够避免陷入局部最优,尤其适合高维,多峰的复杂函数问题的求解,并且可以很好地融合到图像分割过程当中.大量的理论分析和仿真实验的结果表明,与遗传算法(GA),粒子群算法(PSO)的图像分割结果相比,在选取多张分割图像,多个分割阈值的情况下,该算法具有更好的分割效果,更高的分割效率,优化得到的阈值范围更加稳定,分割质量更高.

2 部分代码

%___________________________________________________________________%

%  Grey Wolf Optimizer (GWO) source codes version 1.0               %

%                                                                   %

%  Developed in MATLAB R2011b(7.13)                                 %

%                                                                   %

%  Author and programmer: Seyedali Mirjalili                        %

%                                                                   %

%         e-Mail: ali.mirjalili@gmail.com                           %

%                 seyedali.mirjalili@griffithuni.edu.au             %

%                                                                   %

%       Homepage: http://www.alimirjalili.com                       %

%                                                                   %

%   Main paper: S. Mirjalili, S. M. Mirjalili, A. Lewis             %

%               Grey Wolf Optimizer, Advances in Engineering        %

%               Software , in press,                                %

%               DOI: 10.1016/j.advengsoft.2013.12.007               %

%                                                                   %

%___________________________________________________________________%

% Grey Wolf Optimizer

function [Alpha_score,Alpha_pos,Convergence_curve]=GWO(SearchAgents_no,Max_iter,lb,ub,dim,fobj)

% initialize alpha, beta, and delta_pos

Alpha_pos=zeros(1,dim);

Alpha_score=inf; %change this to -inf for maximization problems

Beta_pos=zeros(1,dim);

Beta_score=inf; %change this to -inf for maximization problems

Delta_pos=zeros(1,dim);

Delta_score=inf; %change this to -inf for maximization problems

%Initialize the positions of search agents

Positions=initialization(SearchAgents_no,dim,ub,lb);

Convergence_curve=zeros(1,Max_iter);

l=0;% Loop counter

% Main loop

while l<Max_iter

   for i=1:size(Positions,1)  

       

      % Return back the search agents that go beyond the boundaries of the search space

       Flag4ub=Positions(i,:)>ub;

       Flag4lb=Positions(i,:)<lb;

       Positions(i,:)=(Positions(i,:).*(~(Flag4ub+Flag4lb)))+ub.*Flag4ub+lb.*Flag4lb;              

       

       % Calculate objective function for each search agent

       fitness=fobj(Positions(i,:));

       

       % Update Alpha, Beta, and Delta

       if fitness<Alpha_score

           Alpha_score=fitness; % Update alpha

           Alpha_pos=Positions(i,:);

       end

       

       if fitness>Alpha_score && fitness<Beta_score

           Beta_score=fitness; % Update beta

           Beta_pos=Positions(i,:);

       end

       

       if fitness>Alpha_score && fitness>Beta_score && fitness<Delta_score

           Delta_score=fitness; % Update delta

           Delta_pos=Positions(i,:);

       end

   end

   

   

   a=2-l*((2)/Max_iter); % a decreases linearly fron 2 to 0

   

   % Update the Position of search agents including omegas

   for i=1:size(Positions,1)

       for j=1:size(Positions,2)    

                     

           r1=rand(); % r1 is a random number in [0,1]

           r2=rand(); % r2 is a random number in [0,1]

           

           A1=2*a*r1-a; % Equation (3.3)

           C1=2*r2; % Equation (3.4)

           

           D_alpha=abs(C1*Alpha_pos(j)-Positions(i,j)); % Equation (3.5)-part 1

           X1=Alpha_pos(j)-A1*D_alpha; % Equation (3.6)-part 1

                     

           r1=rand();

           r2=rand();

           

           A2=2*a*r1-a; % Equation (3.3)

           C2=2*r2; % Equation (3.4)

           

           D_beta=abs(C2*Beta_pos(j)-Positions(i,j)); % Equation (3.5)-part 2

           X2=Beta_pos(j)-A2*D_beta; % Equation (3.6)-part 2      

           

           r1=rand();

           r2=rand();

           

           A3=2*a*r1-a; % Equation (3.3)

           C3=2*r2; % Equation (3.4)

           

           D_delta=abs(C3*Delta_pos(j)-Positions(i,j)); % Equation (3.5)-part 3

           X3=Delta_pos(j)-A3*D_delta; % Equation (3.5)-part 3            

           

           Positions(i,j)=(X1+X2+X3)/3;% Equation (3.7)

           

       end

   end

   l=l+1;    

   Convergence_curve(l)=Alpha_score;

end

3 运行结果

image.gif编辑

4 参考文献

[1]赵勇, 方宗德, 庞辉,等. 基于量子粒子群优化算法的最小交叉熵多阈值图像分割[J]. 计算机应用研究, 2008, 25(4):3.

[2]李薇, 胡晓辉, 王鸿闯. 基于改进BBO算法的二维交叉熵多阈值图像分割(英文)[J]. Journal of Measurement Science and Instrumentation, 2018, v.9;No.33(01):46-53.

博主简介:擅长智能优化算法神经网络预测信号处理元胞自动机图像处理路径规划无人机雷达通信无线传感器等多种领域的Matlab仿真,相关matlab代码问题可私信交流。

部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除。


相关文章
|
14天前
|
算法
分享一些提高二叉树遍历算法效率的代码示例
这只是简单的示例代码,实际应用中可能还需要根据具体需求进行更多的优化和处理。你可以根据自己的需求对代码进行修改和扩展。
|
26天前
|
算法 测试技术 开发者
在Python开发中,性能优化和代码审查至关重要。性能优化通过改进代码结构和算法提高程序运行速度,减少资源消耗
在Python开发中,性能优化和代码审查至关重要。性能优化通过改进代码结构和算法提高程序运行速度,减少资源消耗;代码审查通过检查源代码发现潜在问题,提高代码质量和团队协作效率。本文介绍了一些实用的技巧和工具,帮助开发者提升开发效率。
30 3
|
25天前
|
分布式计算 Java 开发工具
阿里云MaxCompute-XGBoost on Spark 极限梯度提升算法的分布式训练与模型持久化oss的实现与代码浅析
本文介绍了XGBoost在MaxCompute+OSS架构下模型持久化遇到的问题及其解决方案。首先简要介绍了XGBoost的特点和应用场景,随后详细描述了客户在将XGBoost on Spark任务从HDFS迁移到OSS时遇到的异常情况。通过分析异常堆栈和源代码,发现使用的`nativeBooster.saveModel`方法不支持OSS路径,而使用`write.overwrite().save`方法则能成功保存模型。最后提供了完整的Scala代码示例、Maven配置和提交命令,帮助用户顺利迁移模型存储路径。
|
1月前
|
存储 缓存 算法
如何通过优化算法和代码结构来提升易语言程序的执行效率?
如何通过优化算法和代码结构来提升易语言程序的执行效率?
|
1月前
|
搜索推荐
插入排序算法的讲解和代码
【10月更文挑战第12天】插入排序是一种基础的排序算法,理解和掌握它对于学习其他排序算法以及数据结构都具有重要意义。你可以通过实际操作和分析,进一步深入了解插入排序的特点和应用场景,以便在实际编程中更好地运用它。
|
1月前
|
缓存 分布式计算 监控
优化算法和代码需要注意什么
【10月更文挑战第20天】优化算法和代码需要注意什么
18 0
|
1月前
|
算法 Java 测试技术
数据结构 —— Java自定义代码实现顺序表,包含测试用例以及ArrayList的使用以及相关算法题
文章详细介绍了如何用Java自定义实现一个顺序表类,包括插入、删除、获取数据元素、求数据个数等功能,并对顺序表进行了测试,最后还提及了Java中自带的顺序表实现类ArrayList。
23 0
|
1月前
|
算法 安全 数据安全/隐私保护
基于game-based算法的动态频谱访问matlab仿真
本算法展示了在认知无线电网络中,通过游戏理论优化动态频谱访问,提高频谱利用率和物理层安全性。程序运行效果包括负载因子、传输功率、信噪比对用户效用和保密率的影响分析。软件版本:Matlab 2022a。完整代码包含详细中文注释和操作视频。
|
9天前
|
算法 数据安全/隐私保护 索引
OFDM系统PAPR算法的MATLAB仿真,对比SLM,PTS以及CAF,对比不同傅里叶变换长度
本项目展示了在MATLAB 2022a环境下,通过选择映射(SLM)与相位截断星座图(PTS)技术有效降低OFDM系统中PAPR的算法实现。包括无水印的算法运行效果预览、核心程序及详尽的中文注释,附带操作步骤视频,适合研究与教学使用。
|
17天前
|
算法 数据挖掘 数据安全/隐私保护
基于FCM模糊聚类算法的图像分割matlab仿真
本项目展示了基于模糊C均值(FCM)算法的图像分割技术。算法运行效果良好,无水印。使用MATLAB 2022a开发,提供完整代码及中文注释,附带操作步骤视频。FCM算法通过隶属度矩阵和聚类中心矩阵实现图像分割,适用于灰度和彩色图像,广泛应用于医学影像、遥感图像等领域。
下一篇
无影云桌面