基于遗传算法的WEB图像分割研究与实现开题报告

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1、开题报告基于遗传算法的WEB图像分割研究与实现一、选题的背景、意义1．历史背景图像分割是图像处理中的一项关键技术，随着20世纪数字图像处理技术的兴起而受到人们广泛的深入的研究，提出了很多优秀的算法。但这些算法往往只在某一个方面表现出优秀的解决问题的能力，在另外的一些领域则需要其他的图像分割算法。因此，现有的图像分割算法并没有一般意义上的通用性。另外，图像分割效果的评估也没有相应的评判标准，通常的处理方式只能是具体问题具体分析。在这其中遗传算法是解决图像分割问题的最优算法之一。它不涉及具体的研究领域和内容，只关心相应的目标函数和辅

2、助函数，即所谓鲁棒性。因此广泛应用于工业工程、计算科学、工控系统、交通、计算机、通信、电子科学与技术等领域。2．国内外研究现状和发展趋势图像分割伴随着数字图像处理技术在实际中已经得到广泛的应用，例如在工业工程，产品检验，工业控制，图像处理，卫星图片，生物医学图像分析、保安监控以及军事、卫生、农业工程等诸多领域[12]。概括来说，在各种图像应用中，只需对图像物体目标进行提取、测量等进一步操作都离不开图像分割，图像分割往往是这些处理步骤的准备阶段，图像分割的效果直接影响后续任务的有效性，因此图像分割具有重要的研究意义。而遗传算法是一

3、种通用的算法。进入90年代，遗传算法迎来了兴盛发展时期，无论是理论研究还是应用研究都成了十分热门的课题。尤其是遗传算法的应用研究显得格外活跃，不但它的应用领域扩大，而且利用遗传算法进行优化和规则学习的能力也显著提高，同时产业应用方面的研究也在摸索之中。此外一些新的理论和方法在应用研究中亦得到了迅速的发展，这些无疑均给遗传算法增添了新的活力。遗传算法的应用研究已从初期的组合优化求解扩展到了许多更新、更工程化的应用方面。其中图像分割是一大研究方向。谭志存，鲁瑞华提出建立在最大类间方差基础上的改进遗传算法。基于基因位的交叉概率充分体现

4、了不同基因位不同程度的重要性，避免了传统等概率基因位交叉的缺点；基于染色体的交叉概率有效地保护了优良个体，算法也充分利用了待分割图像的直方图信息，一定程度上减小了寻优空间。但由于引进了自适应算法,每一代都要进行染色体和基因位概率的运算，占用的运算时间较大，如何提高运算效率和解决最大类间方差的局限性是今后研究的方向[5]。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1．基本内容本毕业设计比较并归纳传统图像分割方法的原理和特点，通过基于阈值的分割方法，在分析WEB图像特性的基础上，针对传统基于阈值的图像分割方法存在的缺陷，提出一种基于遗传算

5、法的WEB图像分割方法。该方法通过在遗传算法中引入优生算子、变异算子和新个体，以及相应的基本参数的设定，不但能够改善图像分割的效果，而且可以缩短计算时间。提出的方法应能够在采集的WEB图像数据集上进行实验，以验证它的可行性和有效性。2．主要问题1）了解图像分割关键技术及其应用的研究进展。2）比较并归纳传统图像分割方法的原理和特点，重点掌握基于阈值的分割方法的主要步骤。3）针对基于阈值的分割方法在WEB图像分割中存在的缺陷，借助于遗传算法具有的鲁棒性和自适应的特点，提出一种基于遗传算法的WEB图像分割方法。4）运用MATLAB开发

6、语言编程实现提出的方法。三、研究的方法与技术路线、研究难点，预期达到的目标1．研究方法在设计过程中，学习并掌握遗传算法在WEB图像分割中的应用。使用MATLAB开发语言中相关工具箱，学会用C语言编制程序。2．技术路线图像分割是图像处理与计算机视觉中最为基础和重要的技术之一，它是对图像进行视觉分析和模式识别的前提。图像分割的目的是把感兴趣的目标和背景分离出来，将图像划分为若干个互不交叠的有意义区域。其应用相当广泛：如机器视觉、文字识别、生物医学图像分析，以及军事目标锁定等。图像分割是一种基本的计算机视觉技术，同时也是计算机视觉研究

7、中的一个瓶颈。虽然研究人员提出了很多分割方法，但是到目前为止，还没有一种通用的方法成功实现图像分割，即不同类型的图像有不同的最佳分割方法。遗传算法是一种利用生物进化论中自然选择和遗传学机理，通过对生物进化过程的模拟来计算最优解的方法。由于遗传算法具有的鲁棒性、并行性、自适应性和快速收敛等优点，可以用它来确定分割的阈值。本课题提出一种基于遗传算法的WEB图像分割方法，通过在遗传算法中引入了优生算子、变异算子和新个体等，避免了局部早熟，提高了收敛速度和全局收敛能力。由于遗传算法也是一种并行算法，因而提高速度的潜力很大。最后运用MAT

8、LAB开发语言编程实现提出的方法.1．预期达到目标考虑到传统基于阈值的图像分割方法无法较好地分割WEB图像，提出一种基于遗传算法的WEB图像分割方法。该方法通过将优生算子、变异算子和新个体等引入到遗传算法中，能够对阈值参数进行合理的设置。提出的方法在WEB图像数