基于iga的三维otsu算法的改进

《基于iga的三维otsu算法的改进》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于IGA的三维OTSU算法的改进张玉连，褚巧龙，郭贵冰（燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛，066004）摘要：在图像分割中三维OTSU阈值分割算法充分考虑了像素之间的灰度相关信息，较一维和二维OTSU阈值法的分割效果好，但其计算复杂性高、实时性差。为此，本文提出了将免疫遗传算法应用到三维OTSU阈值寻优中，并采用递推的方法来减少适应度函数的计算。实验表明，与传统的三维OTSU阈值分割算法相比，图像分割清晰，实时性得到明显改善。关键词：图像分割；三维OTSU阈值分割法；免疫遗传算法中图分类号:TP391Three-dimensionalOtsuThresholdAlgori

2、thmBasedOnTheImprovedofImmunityGeneticAlgorithmZhangYu-lian,ChuQiao-long,GuoGui-bing(CollegeofInformationScienceandEngineering,YanshanUniversity,QinhuangdaoHebei,066004,China)AbstractThethree-dimensionalOTSUthresholdingsegmentationmethodutilizesgraylevelcorrelationinformationbetweeneachofpixe

3、linimagesegmentationfield,andithavebettersegmentationresultthanone-dimensionalandtwo-dimensionalthresholding,butithadthehighcomplexcomputationalcomplexityandpoorreal-time.So,thispaperadoptedanimmunitygeneticalgorithmandusedinthesearchofthree-dimensionalOTSUoptimizingthreshold,andtherepeatcomp

4、utationsofthefitnessfunctioniniterationarereducedsignificantlyusingrecursion.Theexperimentalresultsshowthatcomparedwiththetraditionalthree-dimensionalOTSUthresholdingsegmentationmethod,theimagesegmentationclear,andthereal-timehadbeimproved.Keywords:imagesegmentation;three-dimensionalOTSUthres

5、holdingsegmentationmethod;immunitygeneticalgorithm0引言图像分割是图像处理的一个关键步骤，是计算机视觉和人工智能中基本而关键的技术之一。阈值分割因其计算简单、实时性高，而成为图像分割的应用最广泛的关键技术之一。在众多阈值分割算法中，由Otsu[1]在1979年提出的1维最大类间方差法，因其计算简单、分割效果较好而得到广泛应用，但其仅仅利用像素本身的灰度信息，没有利用像素之间的空间信息，并且信噪比较低，遇到较复杂的图像时，容易产生较严重的分割错误。针对这一点，我国学者刘健庄[2]等人在1993年提出了基于自身灰度和邻域平均灰度的二维

6、Otsu阈值分割法，其抗噪声能力要强于1维Otsu阈值分割法，并且图像处理效果也有明显改善。但是，随着噪声的增加，图像的信噪比不断降低，图像的分割效果也越来越差。为此，景晓军等人[3]引入了邻域中值作为第三个特征，构造了三维直方图，并提出了三维Otsu阈值分割法，使得对于低信噪比的图像有了更好的分割效果，并给出了一个递归算法，是得三维Otsu法的计算复杂度从O(L6)降到了O(L3)。范九伦等人[4]在此基础上指出了景晓军给出的递归公式的错误并加以改正，同时给出了一组新的递推公式，计算复杂度仍为O(L3)，但时间有所减少，并且证明了加入了混合噪声的图像的处理效果更好。虽然递推算法

7、的引入使得三维Otsu阈值分割法的计算复杂度降低了，但是计算时间仍较长，也容易受到噪声干扰，基于此点，本文提出了将免疫遗传算法融入到三维Otsu阈值分割法中，既可利用遗传算法的固有的并行性、不易陷入局部最优和全局搜索的特点，在将免疫因子融入到遗传算法的时候，也缓解了遗传算法的退化现象，克服了遗传算法的早熟收敛和收敛性能差的缺点，大大提高了搜索效率[5]。总而言之，将免疫遗传算法应用到三维Otsu阈值分割算法中，提高了该算法的抗噪能力，在搜索最佳阈值过程中节约了时间，提高了算法的实