群体智能算法及在三维文物虚拟拼接中的应用.pdf

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1、分类号：ＴＰ３９１学校代码：１０６９７２０１０１０１５９密级；公开学号：ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ巧±專恆巧义ＬＤＩＤＯＣＴＯＲＡＩＳＳＥＲＴＡＴＯＮ群体智能算法及在王维文物虛拟拼接中的应巧学科名椒计算机软件与理论：作者：孙家泽指导老师周明全教授西北大学学位评定委员会二〇－五年六月ＤＯＣＴＥ民＇ＳＤＥＧＲＥＥＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮＳｗａｒｍＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＡｌｏｒｉｔｈｍａｎｄＩｔｓＡｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｇｐｐＶ

2、ｉｒｔｕａｌＭｅｒｉｎｏｆ３ＤＣｕｌｔｕｒａｌ民ｅｌｉｃｓｇｇ）Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＳｕｎＪｉａｚｅＩＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈｏｕＭｉｎｇｑｕａｎＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅ民ｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓＦｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

3、ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸ’ＩＡＮＰ？民？ＣＨＩＮＡ，Ｊｕｎｅ２０１５，西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或

4、其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。．：学位论文作者签名：５＾指导教师签名；诊〇ｉｒ年如〇／〇＞／日少仰／月日西北大学学位论文独倒性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中将别加标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对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谢意。学位论文作者签名

5、：Ｕ年＾月々日摘要群体智能算法在求解工程领域的复杂优化问题中己经得到广泛认可。然而因其源于生物模拟而且包含复杂的随机群体行为，目前缺乏严谨的收敛证明，存在收敛速度慢、早熟等现象，理论的缺乏阻碍其发展和应用。传统Ｈ维文物碎片虚拟拼接中面临相邻碎片识别能力不强和整体拼接方法鲁棒性差的问题，其数学模型都是复杂优化问题。本文对群体智能优化算法全局收敛性进行研究，研究保证全局收敛的新型算法，针对Ｈ维文物模型虚巧拼接中的优化问题开展基于群体智能的最优化应用研究。主要贡献包括：（１

6、）提出了两种改进的社会认知优化算法，提高了算法的全局收敛能力针对传统社会认知优化算法缺少全局收敛的理论分析及开发和开采能力有待进一步提高的问题，对算法的全局收敛性给出了证明，引入混浊群体和精英群体，提出了一种保证收敛的自然认知优化算法；在算法邻域搜索中引入量子行为搜索。机制，提出了具有量子行为的认知优化算法新算法全局收敛性得到保证，收敛速度得到提島，为应用范围的扩展奠定理论基础。２一（）提出了种海浊细菌群体趋药性优化算法，提高了算法的开发能力针对细茵群体趋药算法理论分析缺乏和收敛

7、速度慢的问题，给出细菌趋药算■一法和细菌群体趋药算法全局收敛性证明，，提出了种混浊细菌群体趋药算法在细菌群体中加入混浊搜索群体，两群同步迭代，分享最优搜索结果，提高细菌群体中个体的多样性，提商算法的全局收敛性和收敛速度。（３）提出了多特征提取和智能酷合匹配识别方法，提高了文物相邻碎片的识别能力针对文物特征信息不准确的问题，采用文物多特征提取算法提取文物的多特征一，提出了基于证据推理和区间数的多特征智能融合匹配识别方法，解决了单特征信息模糊不确定带来的误匹配问题，提高了特征提

8、取的精度，提升了文物相邻碎片的识别能力，为文物的全局拼接奠定基础。（４）提出了基于群体智能的全局最优匹配和智能配准的拼接方法，提高了拼接方法的健化性针对传统整体拼接缺少全局考虑、碎片不存在包含关系和对应点难Ｗ确定的问题，对两类全局匹配问题利用离散自然认知优化算法进行优化求解，用改进的１离散海浊细菌群体趋药算法得到最优的粗匹配点对，利用混浊细茵群体趋药算法得到最优坐标变换，提高了匹配