【图像分割】基于回溯搜索优化算法实现图像聚类分割附matlab代码

本文涉及的产品
视觉智能开放平台,视频通用资源包5000点
视觉智能开放平台,图像通用资源包5000点
视觉智能开放平台,分割抠图1万点
简介: 【图像分割】基于回溯搜索优化算法实现图像聚类分割附matlab代码

 1 内容介绍

阈值法是一种简单且有效的图像分割技术.但是随着阈值数目的增加,求解阈值的计算量增大并且实时性降低,这给多阈值图像分割带来了很大的困难.为了克服这一困难,把多阈值分割看作一个优化问题.将最大类间方差法当作要优化的函数,用回溯搜索优化算法求解要优化的函数,从而实现多阈值图像分割.将提出的多阈值算法应用于基准测试图像上,并与传统阈值分割法比较.实验结果表明:回溯搜索优化算法很好的解决了最大类间方差算法求解多阈值分割实时性差的问题,并验证了该算法应用在图像分割上是可行的.

image.gif编辑

image.gif编辑

image.gif编辑

image.gif编辑

image.gif编辑

image.gif编辑

2 仿真代码

%{

Backtracking Search Optimization Algorithm (BSA)

Platform: Matlab 2013a  

Cite this algorithm as;

[1]  P. Civicioglu, "Backtracking Search Optimization Algorithm for

numerical optimization problems", Applied Mathematics and Computation, 219, 8121?144, 2013.

Copyright Notice

Copyright (c) 2012, Pinar Civicioglu

All rights reserved.

Redistribution and use in source and binary forms, with or without

modification, are permitted provided that the following conditions are

met:

   * Redistributions of source code must retain the above copyright

     notice, this list of conditions and the following disclaimer.

   * Redistributions in binary form must reproduce the copyright

     notice, this list of conditions and the following disclaimer in

     the documentation and/or other materials provided with the distribution

     

THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"

AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE

IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE

ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE

LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR

CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF

SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS

INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN

CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)

ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE

POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.

%}

function bsa(fnc,mydata,popsize,dim,DIM_RATE,low,up,epoch)

%INITIALIZATION

if numel(low)==1, low=low*ones(1,dim); up=up*ones(1,dim); end % this line must be adapted to your problem

pop=GeneratePopulation(popsize,dim,low,up); % see Eq.1 in [1]

fitnesspop=feval(fnc,pop,mydata);

historical_pop=GeneratePopulation(popsize,dim,low,up); % see Eq.2 in [1]

% historical_pop  is swarm-memory of BSA as mentioned in [1].

% ------------------------------------------------------------------------------------------

for epk=1:epoch

   %SELECTION-I

   if rand<rand, historical_pop=pop; end  % see Eq.3 in [1]

   historical_pop=historical_pop(randperm(popsize),:); % see Eq.4 in [1]

   F=get_scale_factor; % see Eq.5 in [1], you can other F generation strategies

   map=zeros(popsize,dim); % see Algorithm-2 in [1]        

   if rand<rand,

       for i=1:popsize,  u=randperm(dim); map(i,u(1:ceil(DIM_RATE*rand*dim)))=1; end

   else

       for i=1:popsize,  map(i,randi(dim))=1; end

   end

   % RECOMBINATION (MUTATION+CROSSOVER)  

   offsprings=pop+(map.*F).*(historical_pop-pop);   % see Eq.5 in [1]    

   offsprings=BoundaryControl(offsprings,low,up); % see Algorithm-3 in [1]

   % SELECTON-II

   fitnessoffsprings=feval(fnc,offsprings,mydata);

   ind=fitnessoffsprings<fitnesspop;

   fitnesspop(ind)=fitnessoffsprings(ind);

   pop(ind,:)=offsprings(ind,:);

   [globalminimum,ind]=min(fitnesspop);    

   globalminimizer=pop(ind,:);

   % EXPORT SOLUTIONS

   assignin('base','globalminimizer',globalminimizer);

   assignin('base','globalminimum',globalminimum);

   fprintf('BSA|%5.0f -----> %9.16f\n',epk,globalminimum);

end

return

function pop=GeneratePopulation(popsize,dim,low,up)

pop=ones(popsize,dim);

for i=1:popsize

   for j=1:dim

       pop(i,j)=rand*(up(j)-low(j))+low(j);

   end

end

return

function pop=BoundaryControl(pop,low,up)

[popsize,dim]=size(pop);

for i=1:popsize

   for j=1:dim                

       k=rand<rand; % you can change boundary-control strategy

       if pop(i,j)<low(j), if k, pop(i,j)=low(j); else pop(i,j)=rand*(up(j)-low(j))+low(j); end, end        

       if pop(i,j)>up(j),  if k, pop(i,j)=up(j);  else pop(i,j)=rand*(up(j)-low(j))+low(j); end, end        

   end

end

return

function F=get_scale_factor % you can change generation strategy of scale-factor,F    

    F=3*randn; % STANDARD brownian-walk

   % F=4*randg;  % brownian-walk    

   % F=lognrnd(rand,5*rand);  % brownian-walk              

   % F=1/normrnd(0,5);        % pseudo-stable walk (levy-like)

   % F=1./gamrnd(1,0.5);      % pseudo-stable walk (levy-like, simulates inverse gamma distribution; levy-distiribution)  

return

3 运行结果

image.gif编辑

image.gif编辑

4 参考文献

[1]LI Sheng-jie. 基于回溯搜索优化算法的图像分割[J]. 新一代信息技术, 2019, 2(11):7.

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
|
17天前
|
机器学习/深度学习 边缘计算 人工智能
【无人机】采用NOMA的节能多无人机多接入边缘计算(Matlab代码实现)
【无人机】采用NOMA的节能多无人机多接入边缘计算(Matlab代码实现)
|
17天前
|
机器学习/深度学习 传感器 运维
【电机轴承监测】基于matlab声神经网络电机轴承监测研究(Matlab代码实现)
【电机轴承监测】基于matlab声神经网络电机轴承监测研究(Matlab代码实现)
|
23天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
没发论文的注意啦!重磅更新!GWO-BP-AdaBoost预测!灰狼优化、人工神经网络与AdaBoost集成学习算法预测研究(Matlab代码实现)
没发论文的注意啦!重磅更新!GWO-BP-AdaBoost预测!灰狼优化、人工神经网络与AdaBoost集成学习算法预测研究(Matlab代码实现)
|
23天前
|
机器学习/深度学习 算法 安全
计及需求响应的粒子群算法求解风能、光伏、柴油机、储能容量优化配置(Matlab代码实现)
计及需求响应的粒子群算法求解风能、光伏、柴油机、储能容量优化配置(Matlab代码实现)
|
17天前
|
机器学习/深度学习 算法 新能源
【优化调度】基于matlab粒子群算法求解水火电经济调度优化问题研究(Matlab代码实现)
【优化调度】基于matlab粒子群算法求解水火电经济调度优化问题研究(Matlab代码实现)
|
19天前
|
算法 机器人 定位技术
基于机器视觉和Dijkstra算法的平面建筑群地图路线规划matlab仿真
本程序基于机器视觉与Dijkstra算法,实现平面建筑群地图的路径规划。通过MATLAB 2022A读取地图图像,识别障碍物并进行路径搜索,支持鼠标选择起点与终点,最终显示最优路径及长度,适用于智能导航与机器人路径规划场景。
|
20天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据安全/隐私保护
基于PSO粒子群优化的XGBoost时间序列预测算法matlab仿真
本程序基于Matlab 2024b实现,结合粒子群优化(PSO)与XGBoost算法,用于时间序列预测。通过PSO优化XGBoost超参数,提升预测精度。程序包含完整注释与操作视频,运行后生成预测效果图及性能评估指标RMSE。
|
17天前
|
传感器 并行计算 算法
【无人机编队】基于非支配排序遗传算法II NSGA-II高效可行的无人机离线集群仿真研究(Matlab代码实现)
【无人机编队】基于非支配排序遗传算法II NSGA-II高效可行的无人机离线集群仿真研究(Matlab代码实现)
|
17天前
|
存储 算法 安全
【无人机】基于灰狼优化算法的无人机路径规划问题研究(Matlab代码实现)
【无人机】基于灰狼优化算法的无人机路径规划问题研究(Matlab代码实现)
110 0
|
17天前
|
机器学习/深度学习 传感器 数据采集
【23年新算法】基于鱼鹰算法OOA-Transformer-BiLSTM多特征分类预测附Matlab代码 (多输入单输出)(Matlab代码实现)
【23年新算法】基于鱼鹰算法OOA-Transformer-BiLSTM多特征分类预测附Matlab代码 (多输入单输出)(Matlab代码实现)

热门文章

最新文章