[發(fā)明專利]一種基于區(qū)域生長與蟻群優(yōu)化算法相結(jié)合的邊緣檢測方法

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• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109191478A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊家衛(wèi);萬頻;王永華;楊健;連軼群
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06N3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于區(qū)域生長與蟻群優(yōu)化算法相結(jié)合的邊緣檢測方法，其特征在于，所述算法包括如下步驟：

S1：采用區(qū)域生長方法，對圖像進(jìn)行處理，提取感興趣區(qū)域；

S2：對提取的感興趣區(qū)域，采用蟻群優(yōu)化方法產(chǎn)生信息素矩陣；

S3：對于提取的感興趣區(qū)域，采用蟻群優(yōu)化方法產(chǎn)生的信息素矩陣，計算閾值，確定圖像邊緣，分割圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)域生長與蟻群優(yōu)化算法相結(jié)合的邊緣檢測方法，其特征在于，所述步驟S1的區(qū)域生長方法包括如下步驟：

S1.1：選擇具有灰度值最大的像素點(diǎn)作為種子點(diǎn)；

S1.2：采用|I_seed-I|＜λ|I_max-I_min|公式進(jìn)行區(qū)域生長，將滿足此公式的鄰近像素加入到種子區(qū)域；

其中，其中:I表示像素的灰度值，I_seed表示種子點(diǎn)的灰度值；I_max與I_mix分別表示圖像中的最大灰度值與最小灰度值；λ是可調(diào)節(jié)的參數(shù)；

S1.3：遞歸調(diào)用S1.2，直至滿足|I_seed-I|＜λ|I_max-I_min|公式的像素加入到種子區(qū)域；

S1.4：輸出種子區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)域生長與蟻群優(yōu)化算法相結(jié)合的邊緣檢測方法，其特征在于，所述步驟S2產(chǎn)生信息素矩陣包括如下步驟：

S2.1：啟發(fā)式引導(dǎo)函數(shù)η_i,j為：其中，I_i,j是像素點(diǎn)(i,j)的灰度值，Z是一個標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，函數(shù)V_c(I_i,j)是計算螞蟻所在像素點(diǎn)的邊緣信息的強(qiáng)度值；

S2.2：在M×N的圖片范圍內(nèi)隨機(jī)投放只螞蟻，螞蟻下一步要走的位置為：其中(i,j)是螞蟻當(dāng)前位置(l,m)的一個相鄰像素點(diǎn)；Ω(l,m)是所有相鄰像素點(diǎn)的集合，τ_i,j是像素點(diǎn)(i,j)處信息素矩陣，η_i,j是像素點(diǎn)(i,j)處的啟發(fā)式引導(dǎo)函數(shù)；α,β是像素點(diǎn)(i,j)處積累的信息素強(qiáng)度和啟發(fā)式引導(dǎo)函數(shù)選擇像素過程中的影響因子；

S2.3：根據(jù)

第一次更新信息素矩陣，其中，(1-ρ)為信息素的蒸發(fā)率，ρ∈(0,1)，表示第k只螞蟻在經(jīng)過點(diǎn)時所留下的信息素；

S2.4：在完成第一次信息素矩陣更新后，根據(jù)進(jìn)行第二次更新信息素矩陣，為信息素的衰減系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)域生長與蟻群優(yōu)化算法相結(jié)合的邊緣檢測方法，其特征在于，所述步驟S3確定圖像邊緣分割圖像，包括如下步驟：

S3.1：對于提取的感興趣區(qū)域，初始化閾值T^(l)令l＝0，其中為最終的信息素矩陣；

S3.2：將信息素矩陣劃分為大于T^(l)和小于T^(l)的兩部分，計算大于T^(l)的平均值：其中

計算小于T^(l)的平均值：其中

S3.3：迭代系數(shù)l＝l+1，更新閾值

S3.4：判斷|T^(l)-T^(l-1)|＞ω，若是，則返回S3.1繼續(xù)劃分閾值T^(l)；否則，輸出閾值T^(l)，根據(jù)閾值劃分圖片為：其中ω為允許的誤差范圍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)域生長與蟻群優(yōu)化算法相結(jié)合的邊緣檢測方法，其特征在于，函數(shù)V_c(I_i,j)是計算螞蟻所在像素點(diǎn)的邊緣信息的強(qiáng)度值，V_c(I_i,j)由所在像素點(diǎn)周圍區(qū)域的值決定，

V_c(i,j)＝f(var)，其中，

var＝|I_i-2,j-1-I_i+2,j+1|+|I_i-2,j+1-I_i+2,j-1|+|I_i-1,j-2-I_i+1,j+2|+

|I_i-1,j-1-I_i+1,j+1|+|I_i-1,j-I_i+1,j|+|I_i-1,j+1-I_i+1,j-1|+

|I_i-1,j+2-I_i+1,j-2|+|I_i,j-1-I_i,j+1|。