遺傳算法在圖像邊緣檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、圖像的邊緣檢測是圖像處理中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，經(jīng)典的邊緣檢測算法都有不同程度的局限性。找到與圖像中目標(biāo)的實(shí)際邊界線相對應(yīng)的真實(shí)邊緣，一直是圖像處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。遺傳算法是借鑒生物界的自然選擇和自然遺傳機(jī)制的隨機(jī)化搜索算法，最早于1975年由J.Holland 提出，是一種全局優(yōu)化搜索算法，具有簡單、通用、魯棒性強(qiáng)、適于并行處理等特性。如何將遺傳算法應(yīng)用到圖像的邊緣檢測中來，人們進(jìn)行了大量研究，但是這些研究大部分以經(jīng)典邊緣檢測算法為基礎(chǔ)展開

2、的。
　　 本文以經(jīng)典的邊緣檢測算法為基礎(chǔ)，對基于比較費(fèi)用函數(shù)的邊緣檢測方法展開研究，采取一種新的編碼方案將遺傳算法應(yīng)用到圖像邊緣檢測中來，結(jié)合遺傳算法和禁忌搜索算法各自優(yōu)點(diǎn)提出了一種新的遺傳禁忌混合算法，并將該算法應(yīng)用于圖像邊緣檢測。仿真測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新的算法檢測效果良好，穩(wěn)定性高，抗噪性能優(yōu)。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 首先，對經(jīng)典邊緣檢測算法原理進(jìn)行介紹分析，指出了每種檢測算法的優(yōu)缺點(diǎn)及改

3、進(jìn)方法措施，給出了幾種經(jīng)典邊緣檢測算法的實(shí)際檢測效果，并對檢測結(jié)果進(jìn)行比較分析。
　　 針對經(jīng)典算法的不足，詳細(xì)介紹了基于比較費(fèi)用函數(shù)的圖像邊緣檢測方法，提出了一種改進(jìn)的迭代算法實(shí)現(xiàn)圖像的邊緣檢測，對迭代算法和實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果進(jìn)行分析，將檢測效果與經(jīng)典檢測算法的檢測效果進(jìn)行比較，新的檢測方法檢測效果良好。
　　 在基于比較費(fèi)用函數(shù)的圖像邊緣檢測方法基礎(chǔ)上，利用標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法優(yōu)化費(fèi)用函數(shù)從而實(shí)現(xiàn)圖像的邊緣檢測，提出了一種新的染色

4、體編碼方案，即以二維布爾矩陣作為染色體，每個(gè)染色體代表一種可能的邊緣圖像候選解，該編碼方案無需解碼就可直接計(jì)算各個(gè)體的適應(yīng)度值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示能檢測到較滿意的邊緣圖像。
　　 最后，針對標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法易于早熟的特點(diǎn)，研究了一種新的基于禁忌搜索和遺傳算法相結(jié)合的遺傳禁忌混合算法，有效地克服了標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的早熟現(xiàn)象，收斂速度較快，將該算法應(yīng)用于不同類型的圖像進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法能檢測多種類型圖像，邊緣檢測效果明顯提高且具有較強(qiáng)的