人工鱼群算法研究及其在图像增强中的应用

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1、人工鱼群算法研究及其在图像增强中的应用作者姓名刘慧敏导师姓名、职称姜建国教授一级学科计算机科学与技术二级学科计算机应用技术申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1203121685分类TN82号TP30密级公开西安电子科技大学硕士学位论文人工鱼群算法研究及其在图像增强中的应用作者姓名：刘慧敏一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机应用技术学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：姜建国教授提交日期：2014年11月ResearchonArtificalFishSwarmAlgorithmandItsApplicationinIm

2、ageEnhancementAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerScienceandTechnologyByLiuhuiminSupervisor:Prof.JiangjianguoNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗

3、列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时

4、本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要最优化方法对于解决生活中的问题有着重要的意义，也一直是众多专家学者研究的主题。比较于经典的进化算法和基于梯度特征的优化算法，群智能寻优算法表现出了良好得自组织性，简单的个体行为，优秀的全局寻优本领等诸多特点，近年来已发展成为一个新的热门科研领域。其中，人工鱼群算法(AFSA)是起源于对鱼群追尾(AF_Follow)、聚群(AF_Swarm)和觅食行为(AF_Prey)模仿的智能寻优算法，有强健的鲁棒性、优良

5、的全局收敛性和较低的初始要求等特点，能为非线性函数的寻优研究提供较优的解决方案。但对于一些复杂情况，算法本身还是存在一些问题，例如算法寻优精度低、每次迭代耗时较长、寻优后期收敛速度慢等。为此，文章对AFSA进行改善，提出采用VPS变种群策略的人工鱼群算法(VAFSA)。对寻优步长进行动态地调整，以提高优化的准确度；提出了具有记忆功能的行为选择策略，即人工鱼在行为选择时会首先模拟执行上次迭代的行为，若此次行为的结果优于上次行为的结果，则执行此行为，而不再模拟执行其他行为进行比较，减少了算法每一代的进化时间；采用变种群策略提高鱼群进化后期的多样性，从而提高寻优后期的

6、收敛速度。从实验结果可以看出，VAFSA的性能相比AFSA有大幅提高，算法的寻优精度更加准确，每次迭代的耗时更少，寻优后期的收敛速度更快。研究了图像关于增强的原理，灰度变换拟合采用归一化的非完全的Beta函数，目标函数使用均方误差，图像增强问题被转变为寻找目标函数的最优值问题，采用VAFSA进行优化，提出了一种全新的图像增强算法。试验结果展示了新增强算法获得的图像具有较好的视觉效果和质量。针对采用VPS(VariousPopulationStrategy)变种群策略的人工鱼群算法，如何合理地设置种群初始规模、最大规模和种群增大策略、维持策略、减小策略及此过程中人

7、工鱼的行为选择是影响算法性能的关键。在后续科研中，将进一步钻研种群变换策略，提高VAFSA的性能。此外，还可以考虑VAFSA在其他领域的应用研究。关键词：人工鱼群算法，动态步长，行为选择，变种群策略，图像增强论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTOptimizationmethodissignificantforsolvinglifeproblems,anditisalwaysthestudytopicofmanyexpertsandscholars.Comparedwithtraditionalevoluti

8、onaryalgorit