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混合蛙跳算法在图像多阈值分割中的应用研究

混合蛙跳算法在图像多阈值分割中的应用研究

作者：康杰红陕西师范大学

学位级别：硕士

混合蛙跳(Shuffled Frog Leaping,简称SFL)算法是21世纪产生的新型群体智能优化算法之一。该算法采用全局搜索与局部搜索相结合的搜索策略,具有高效并行的搜索能力,但因算法提出时间相对较晚,其在图像处理领域的应用还相对较少。本文以... 详细信息

混合蛙跳(Shuffled Frog Leaping,简称SFL)算法是21世纪产生的新型群体智能优化算法之一。该算法采用全局搜索与局部搜索相结合的搜索策略,具有高效并行的搜索能力,但因算法提出时间相对较晚,其在图像处理领域的应用还相对较少。本文以SFL算法为研究对象,深入分析该算法的搜索机制和基本原理,并将其成功引入到图像多阈值分割技术中。本文的创新性成果主要体现在： (1)利用SFL算法并行寻优的特点,提出基于SFL算法的图像多阈值分割方法。该方法以最大类间方差法(Otsu法)作为SFL算法的适应度函数,来评价搜索过程中每只青蛙所代表分割阈值的优劣,并引导蛙群逼近最优解。实验结果表明,所提方法不仅可以得到较为理想的图像多阈值分割效果,而且与基于人工鱼群(Artificial Fish Swarm,简称AFS)算法的图像多阈值分割方法相比,在分割质量和分割速度方面均具有明显优势,尤其适合于解决图像的多阈值分割问题。 (2)给出一种基于多个体模糊感知的改进混合蛙跳算法(简称MFP混合蛙跳算法),并提出基于MFP混合蛙跳算法的图像多阈值分割方法。MFP混合蛙跳算法不仅将SFL算法中的个体运动的参考信息源进行扩展,而且引入模糊控制思想更新个体,使算法可随迭代次数动态调整当前个体的跳跃步长,保证算法的灵活性;同时将族群内连续更新最差蛙改进为更新族群内所有蛙,以提高种群迁徙效率。实验结果表明,所提方法以Otsu法作为MFP混合蛙跳算法的适应度函数,用于分割医学图像时,在最佳分割阈值的选取、分割时间、算法稳定性及分割质量等方面比基于基本SFL算法、PSO算法、ABC算法及AFS算法的分割方法有明显优势,尤其适合于阈值个数较多的分割。 (3)给出一种基于免疫进化及边界变异的改进混合蛙跳算法(简称IEBM混合蛙跳算法),并提出基于IEBM混合蛙跳算法的图像多阈值分割方法。IEBM混合蛙跳算法借鉴免疫进化思想,在每次迭代过程中对蛙群中的最优蛙个体进行进化计算,以加速最优解的产生;通过边界变异思想保证个体处于搜索域内,又克服聚集在边界或陷入局部最优;同时利用模糊控制思想动态控制青蛙跳跃范围。实验结果表明,所提方法分别以Otsu法和最大熵法(Kapur法)为IEBM混合蛙跳算法的适应度函数,用于分割医学图像时,随着阈值个数的增多,较基于基本SFL算法、PSO算法、ABC算法及AFS算法的分割方法体现出更好的优越性。

关键词：群体智能混合蛙跳算法多阈值分割 Otsu法 Kapur法

NSCT变换与改进PSO算法在含噪图像分割中的应用

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计算机工程与应用 2012年第25期48卷 168-173页

作者：康杰红马苗陕西师范大学计算机科学学院西安710062

为提高含噪图像的分割效果和分割速度,将非下采样Contourlet变换和粒子群优化算法相结合,提出了一种有效的图像分割方法——IPSOC。该方法首先对待分割图像进行多尺度非下采样Contourlet变换,然后利用其最高级低频系数重构图像,计算重... 详细信息

为提高含噪图像的分割效果和分割速度,将非下采样Contourlet变换和粒子群优化算法相结合,提出了一种有效的图像分割方法——IPSOC。该方法首先对待分割图像进行多尺度非下采样Contourlet变换,然后利用其最高级低频系数重构图像,计算重构图像与其均值图像的二维直方图中类间离散度矩阵的迹,并以之作为分割图像的目标函数来搜索最佳分割阈值。为加快阈值搜索速度,以改进的粒子群优化算法作为阈值分割的并行搜索策略,通过对基本粒子群优化算法进行个体及全局最优信息的实时更新,防止粒子停滞操作和阈值保持次数限定搜索终止条件等几个方面的改进,快速有效地获得分割图像。实验结果表明,该方法与基于遗传算法和人工鱼群算法的分割方法相比,明显提高了图像分割速度和分割质量。

关键词：图像分割含噪图像非下采样Contourlet变换改进PSO算法

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基于改进蛙跳算法的图像对比度增强方法

计算机工程与应用 2014年第11期50卷 171-175页

作者：康杰红马苗陕西师范大学计算机科学学院西安710062 陕西省语音与图像信息处理重点实验室西安710072

为改善图像对比度,提出了一种基于改进蛙跳算法的图像对比度增强新方法。该方法利用分段线性变换增强图像的原理,对蛙跳算法进行深入分析并进行改进后,将改进蛙跳算法与二维Otsu法相结合,利用蛙群的并行搜索机制自动选取图像的双阈值,... 详细信息

为改善图像对比度,提出了一种基于改进蛙跳算法的图像对比度增强新方法。该方法利用分段线性变换增强图像的原理,对蛙跳算法进行深入分析并进行改进后,将改进蛙跳算法与二维Otsu法相结合,利用蛙群的并行搜索机制自动选取图像的双阈值,然后再以图像的对比度作为改进蛙跳算法的适应度函数,自适应地搜索分段线性变换的斜率,并以之增强图像。实验结果表明,该方法有效改善原图像的对比度,且优于直方图均衡化法及基于基本蛙跳算法和人工鱼群算法的增强方法。

关键词：对比度增强改进蛙跳算法分段线性变换二维Otsu法

基于熔池原位冶金的电弧增材制造Al-Cu-Li合金显微组织与硬度

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金属学报 2024年第5期60卷 661-669页

作者：黎康杰孙泽羽何蓓田象军北京航空航天大学大型金属构件增材制造国家工程实验室北京100191

随着航空航天领域对大型轻量化构件的需求日益增加,研发新型Al-Li合金制备技术能够提升制造效率,减轻构件重量。本工作采用一种Al-Cu合金丝材与Al-Li二元合金粉末同步输送的电弧增材制造方法,成功制备了Al-Cu-Li合金试样。利用OM、SEM、... 详细信息

随着航空航天领域对大型轻量化构件的需求日益增加,研发新型Al-Li合金制备技术能够提升制造效率,减轻构件重量。本工作采用一种Al-Cu合金丝材与Al-Li二元合金粉末同步输送的电弧增材制造方法,成功制备了Al-Cu-Li合金试样。利用OM、SEM、XRD、TEM和Vickers硬度仪对试样的晶粒形貌、物相组成进行表征并测量硬度。结果表明,电弧增材制造Al-Cu-Li合金沉积态试样由10~20μm的细小等轴晶组成,且晶界处存在半连续网状共晶θ(Al_(2)Cu)相。增材制造热循环作用还会导致晶界附近析出T_(B)(Al_(7)Cu_(4)Li)相与T_(1)(Al_(2)CuLi)相。T_(1)相主要分布于试样的中部及底部,且随着增材制造热循环次数的增加T_(1)相含量呈上升趋势,试样底部的T_(1)相含量最高。电弧增材制造Al-Cu-Li合金沉积态试样的最大硬度为126.7 HV_(0.1),略高于其他电弧增材制造2219 Al-Cu合金,这主要得益于细小的等轴晶组织以及热循环的作用下所产生的T_(1)相。

关键词： Al-Li合金电弧增材制造显微组织硬度

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以数智化全面激发科技金融向“新”力

中国金融 2024年第16期 42-44页

作者：康杰上海浦东发展银行

中央金融工作会议提出金融要为经济社会发展提供高质量服务。随着中国经济转型升级步伐的加快,以金融力量培育和发展新质生产力,成为党中央对金融业的要求。当前,各家商业银行加大金融创新,从突破传统资产抵押模式、打造创新服务模式等... 详细信息

中央金融工作会议提出金融要为经济社会发展提供高质量服务。随着中国经济转型升级步伐的加快,以金融力量培育和发展新质生产力,成为党中央对金融业的要求。当前,各家商业银行加大金融创新,从突破传统资产抵押模式、打造创新服务模式等方面入手,为新质生产力发展赋能。本刊特别策划“金融创新服务新质生产力发展”专题,约请业内人士与相关专家分享经验、探讨进一步服务新质生产力的金融作为。

关键词：高质量服务资产抵押金融创新创新服务模式商业银行金融业中国经济转型升级突破传统

基于GRU-BP算法的高精度动态物流称重系统

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机电工程 2024年第6期41卷 1127-1134页

作者：康杰三江学院机械与电气工程学院江苏南京210012

针对动态物流秤测量精度对载重、采样频率、带速较为敏感的问题,提出了一种高精度动态物流称重系统。首先,采用三因素五水平正交试验法,结合皮尔逊相关性检验原则,使用低通巴特沃斯与卡尔曼滤波器对传感器压力信号进行了滤波降噪处理,... 详细信息

针对动态物流秤测量精度对载重、采样频率、带速较为敏感的问题,提出了一种高精度动态物流称重系统。首先,采用三因素五水平正交试验法,结合皮尔逊相关性检验原则,使用低通巴特沃斯与卡尔曼滤波器对传感器压力信号进行了滤波降噪处理,并将加速度信号作为模型输入信号,进行了特征补偿;然后,基于深度学习算法,提出了一种改进的门控循环单元模型,在该模型采样区间内将压力与振动改写为时序化信号,并将其共同输入门控循环单元(GRU)模型;最后,对GRU模型进行了改进,对其结构输出了层堆叠误差反向传播神经网络(BP),有效加强了模型的非线性映射能力。研究结果表明:在各类传动速度及测试货物下,该模型的最大测量误差相对于同类型深度学习模型长短期记忆(LSTM)神经网络、循环神经网络(RNN)时序模型及传统数值平均模型的误差,依次降低了16.14%、27.14%、76%,可用于各类称重系统。

关键词：深度学习动态测量系统门控循环单元反向传播神经网络振动补偿长短期记忆神经网络循环神经网络

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平利社保中心获省级优质服务殊荣 003

安康日报

作者：通讯员康杰周本红

本报讯（通讯员康杰周本红）平利县社保中心始终坚持以人为本的服务理念和“为您服务、让您满意”的宗旨，本着“公正、便民、廉洁、高效”的原则，不断提升优质服务水平，工作年年上台阶。目前被省劳动和社会保障厅授予２００６－２...

本报讯（通讯员康杰周本红）平利县社保中心始终坚持以人为本的服务理念和“为您服务、让您满意”的宗旨，本着“公正、便民、廉洁、高效”的原则，不断提升优质服务水平，工作年年上台阶。目前被省劳动和社会保障厅授予２００６－２００７年度全省劳动保障系统优质服务窗口?

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平利及时支付保险待遇推动居民参保 003

融合多工况功率谱密度函数的工作模态分析方法

安康日报

作者：通讯员康杰　周本红

本报讯（通讯员康杰周本红）平利县自启动城镇居民基本医疗保险工作以来，在狠抓扩面工作的同时，及时支付医保待遇，该县对参保居民发生符合报销范围的医疗费用，及时核报，及时支付，以推动城镇居民参保。截至目前，共为４２名城镇...

本报讯（通讯员康杰周本红）平利县自启动城镇居民基本医疗保险工作以来，在狠抓扩面工作的同时，及时支付医保待遇，该县对参保居民发生符合报销范围的医疗费用，及时核报，及时支付，以推动城镇居民参保。截至目前，共为４２名城镇居民参保患者支付医疗费５.９万元。通过及

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振动与冲击 2024年第4期43卷 179-189页

作者：曾舒洪康杰孙嘉宝罗杰南京航空航天大学航天学院南京211106

频域分解(frequency domain decomposition,FDD)方法是开展环境激励下结构工作模态分析(operational modal analysis,OMA)的常用方法。但是,现有的FDD方法存在一些不足:①无法剔除非白激励及谐波激励引起的虚假模态;②无法区分结构密集... 详细信息

频域分解(frequency domain decomposition,FDD)方法是开展环境激励下结构工作模态分析(operational modal analysis,OMA)的常用方法。但是,现有的FDD方法存在一些不足:①无法剔除非白激励及谐波激励引起的虚假模态;②无法区分结构密集模态与不相关非白激励产生的虚假模态。通过研究发现功率谱密度(power spectral density,PSD)矩阵的秩是FDD方法性能的决定性因素。在此基础上,提出一种新的工作模态识别OMA方法,该方法结合了不同激励工况下的响应PSD函数矩阵,并分别对单个激励工况下的响应PSD矩阵与多工况下的增广响应PSD矩阵进行奇异值分解,通过对比单工况PSD矩阵与增广PSD矩阵在奇异值峰值处秩的变化,识别出包括密集模态在内的结构模态参数,并消除由非白激励产生的虚假模态。采用桁架结构仿真算例和广州塔的工程数据集验证所提方法的有效性。

关键词：工作模态分析(OMA) 非白噪声激励密集模态功率谱密度(PSD)