一种改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法技术

本发明专利技术一种改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法属于图像分割技术领域，该方法在狮群算法中加入混沌序列，改变狮群初始分布规律，构建混沌狮群优化算法(CLSO)，增强狮群分布均匀性及查找遍历性，提高狮群算法的运算速度，更好地优化Otsu算法，避免陷入局部极值；然后将得到的全局最优解作为最佳阈值，根据二维Otsu算法原理，灰度值大于最佳阈值为目标，灰度值小于最佳阈值为背景，从而图像分割出来；本发明专利技术一种改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法，可以提高分割精度、缩短分割时间。

【技术实现步骤摘要】
一种改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法
本专利技术属于数字图像处理中的图像分割领域，具体涉及一种改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法。
技术介绍
图像分割是将图像分割成多个不同区域并提取感兴趣区域的过程。它在图像处理、模式识别和人工智能等领域占有很重要的地位。文献1：自动化学报1993年第19卷第1期刘健庄等提出了灰度图像的二维Otsu自动阈值分割法，该方法除了考虑像素点的灰度信息外还考虑了像素点与其领域的空间相关信息，基于二维直方图直分选择最优二维阈值，具有较好的抗噪能力，但采用穷举法使得计算量非常大。文献2：控制与决策2007年第22卷第2期唐英干等提出基于粒子群和二维Otsu方法的快速图像分割，采用粒子群算法来搜索最优二维阈值向量，每个粒子代表一个可行的二维阈值向量，通过粒子群之间的协作来获得最优阈值，该方法使得计算量大大减少，但还是会残留噪声。文献3：计算机应用研究2010年第27卷第3期江禹生等提出基于遗传算法的二维Otsu算法改进，将遗传算法应用到二维Otsu灰度图像阈值寻优中，并提出一种改进的自适应遗传算法，运行时间得到了提高，抗噪能力也有所增强，但对于当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法，其特征在于，在狮群算法中加入混沌序列，改变狮群初始分布规律，构建混沌狮群优化算法(CLSO)，增强狮群分布均匀性及查找遍历性，提高狮群算法的运算速度，更好地优化Otsu算法，避免陷入局部极值，最后利用二维Otsu算法对图像进行分割。

【技术特征摘要】
1.一种改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法，其特征在于，在狮群算法中加入混沌序列，改变狮群初始分布规律，构建混沌狮群优化算法(CLSO)，增强狮群分布均匀性及查找遍历性，提高狮群算法的运算速度，更好地优化Otsu算法，避免陷入局部极值，最后利用二维Otsu算法对图像进行分割。2.根据权利要求1所述的一种改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法，其特征在于，将混沌狮群优化算法引入Otsu算法中，得到改进狮群优化的二维Otsu快速图像分割方法，该方法实现的具体步骤为:步骤一，初始化。设置狮群中狮子的数目N，在阈值的搜索范围内利用混沌序列初始化狮群的位置xi，设置成年狮占狮群数量比例β，维度空间D，最大迭代次数T；步骤二，将每头狮子设为待寻优的二维阈值向量，令待寻优的阈值向量为xi＝(xi1,xi2,...,xiD),1≤i≤N，计算出狮群中三类狮子的数量，并将个体历史最优位置设置为各个狮子的当前位置，群体最优位置设置为狮王位置；步骤三，根据更新公式更新狮王的位置，具体更新公式如下：式中γ是一个随机数，按正态分布N(0,1)产生。表示第i头狮子第k代历史最优位置，gk表示第k代狮群最优位置；步骤四，根据更新公式更新狮母的位置，具体更新公式如下：式(2)中其中αf为母狮移动范围扰动因子，是为了加强局部开发能力，让母狮在捕猎过程中先在大范围内勘探食物，确定大致范围后，勘探范围从大慢慢缩小，后期保持活动范围趋于零的微小值。上式中式中step表示狮子在活动范围内最大步长，而狮子在活动范围空间维度的最大和最小均值分别用和表示。步骤五，根据更新公式更新幼狮的位置，具体更新公式如下：式中γ是一个随机数，按正态分布N(0,1)产生。表示第i头狮子第k代历史最优位置，gk表示第k代狮群最优位置，表示母狮捕猎狮挑选的合作对象的历史最佳位置。表示第i头幼狮在捕猎范围内被驱赶的位置。表示幼狮跟随母狮第k代历史最优位置，q是概率因子，根据均匀分布U[0,1]产生的均匀随机数；步骤六，计算出适应度值，更新自身历史最优位置和狮群历史最优位置。步骤七，对部分较优狮子位置进行混沌优化，将其映射到Logistic方程的定义域[0，1]，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘福宝，黄友锐，韩涛，徐善永，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34