基于改进混合蛙跳算法的图像增强处理研究
图像增强算法综述
图像增强算法研究综述 刘璐璐 宁波工程学院电子与信息工程学院计算机科学与技术071班，邮编:(315100) E-mail:375212239@https://www.wendangku.net/doc/503945645.html, 摘要：本文简要介绍图像增强的概念和图像增强算法的分类，从图像的直方图均衡化处理方法，直方图规定化处理方法和图像平滑处理方法三方面对图像增强算法进行讨论和研究，并说明了图像增强技术的应用和前景展望。 关键词：图像增强直方图均衡化直方图规定化平滑处理 近年来，随着电子计算机技术的进步，计算机图像处理得到了飞跃的发展，己经成功的应用于几乎所有与成像有关的领域，并正发挥着相当重要的作用。它利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得某种预期的结果。对图像进行处理时，经常运用图像增强技术以改善图像的质量增强对某种信息的辨识能力，以更好的应用于现代各种科技领域，图像增强技术的快速发展同它的广泛应用是分不开的，发展的动力来自稳定涌现的新的应用，我们可以预料，在未来社会中图像增强技术将会发挥更为重要的作用。在图像处理过程中，图像增强是十分重要的一个环节。 1.图像增强概念及现实应用 1.1 图像增强技术 图像增强是数字图像处理的基本内容之一。图像增强是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，削弱或去除某些不需要的信息。这类处理是为了某种应用目的去改善图像质量，处理的结果更适合于人的视觉特性或机器识别系统，图像增强处理并不能增加原始图像的信息，而只能增强对某种信息的辨识能力，使处理后的图像对某些特定的应用比原来的图像更加有效。 1.2图像增强技术的现实应用 目前，图像增强处理技术的应用己经渗透到医学诊断、航空航天、军事侦察、纹识别、无损探伤、卫星图片的处理等领域，在国民经济中发挥越来越大的作用。其中最典型的应用主要体现以下方面。 1
一种新的改进的混合蛙跳算法
2011-1-12 收稿日期：2010-10-20 基金项目：国家自然科学基金资助项目(the National Natural Science Foundation of China under Grant No.60974082);商洛学院科研基金项目(Scientific Research Foundation of Shangluo University under Grant No. 09SKY011,10SKY024) 作者简介：赵鹏军 (1979－)，男，陕西渭南人，硕士，讲师，主要研究方向：最优化理论与方法，智能计算及其应用；邵泽军 (1981－)，男，山 东临沂人，硕士，助教，主要研究方向：智能交通管理. 一种新的改进的混合蛙跳算法 赵鹏军1，邵泽军2 1.商洛学院 数学与计算科学系，商洛 726000 2.北京化工大学北方学院 三河 065201 1.Department of Mathematics and Computational Science, Shangluo University, Shangluo 726000, China 2.North College of Beijing University of Chemical Technology, Sanhe 065201,China ZHAO Peng-Jun 1, SHAO Ze-Jun 2. Novel Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm Abstract: To overcome the drawbacks of local optima and instability involved in Shuffled Frog Leaping Algorithm (SFLA), an improved SFLA is proposed. The proposed algorithm employs opposition based learning (OBL) to generate the initial population, which can obtain fitter initial candidate solutions. During the course of evolvement, the differential evolution (DE) is embedded in SFLA organically to maintain the population diversity, Numerical results show that the proposed SFLA has a better capability to solve complex functions than other algorithms. Keywords: shuffled frog leaping algorithm(SFLA); opposition; differential evolution(DE) 摘 要: 针对混合蛙跳算法在优化过程中受初始值影响较大且容易陷入局部最优的缺陷，提出了一个改进的混合蛙跳算法，该算法利用基于对立学习的策略产生初始种群，提高了产生解的质量；在进化过程中，将差分进化有机地嵌入其中，维持了种群的多样性。数值结果表明，改进的混合蛙跳算法对复杂函数优化问题具有较强的求解能力。 关键词：混合蛙跳算法；对立策略；差分进化 中图法分类号：TP18 文献标识码：A 1 引言 混合蛙跳算法[1] (Shuffled Frog Leaping Algorithm, SFLA)最早是由Eusuff 和Lansey 于2000年提出，源于对青蛙觅食行为的研究，具有概念简单，参数少，计算速度快，全局寻优能力强，易于实现等特点，并且简单易用，已在多个领域取得了成功[1-4]。然而，和其他智能优化算法一样，SFLA 同样存在易收敛到局部最优，在求解部分函数优化问题时效果不够理想的缺陷。 对立策略是提高算法优化性能的一种新方法[5]，文献[6]将其应用于差分进化(Differential Evolution, DE)算法中，数值结果验明了其有效性。文献[7]将其引入进化计算，提出一种基于对立策略的种群初始化方法，即用种群对立产生方式来取代传统的种群随机生成方式。在进化过程中同时考虑随机点和其对立点，比单纯地使用随机方法更有效。DE 算法[6]最初由Store 和Price 于1995年提出，该算法通过变异、杂交、选择操作来更新随机产生的初始种群，经过逐步迭代，不断进化，可实现全局最优解的搜索。 SFLA 和DE 算法都是基于群体智能和随机策略、并依据各自的搜索机制进行寻优。为提高SFLA 的性能，本文利用对立策略和DE ，提出了一种基于对立策略和差分进化的混合蛙跳算法（记为ODSFLA ），可有效改善SFLA 的求解效率，为求解优化问题提供一种新的优化工具。 2 混合蛙跳算法 SFLA 是通过个体间的协作与竞争来实现在多维空间中对最优解的搜索。下面以函数最小化为例，说明SFLA 的基本步骤。设青蛙种群规模为P ，其中第i 个个体在n 维空间中的坐标为12(,,,)i i i ni x x x x ，计算个体的适应度()i f x ，根据适应度将其按递减顺序排列。然后将整个种群划分为S 个子群，每个子群中包含N 个个体，即满足关系P S N ，在进化过程中，第一个解放入第一个子群，第二个解放入第二个子群，一直分配下去，直到第S 个解放入第S 个子群。然后，第1S 个解又放入到第一个子群，第2S 个解放入到第二个子群，这样循环分配下去，直到所有解分配完毕。 在每一个子群中，适应度最优和最差的解分别记为 12(,,,)b b b nb x x x x 和12(,,,)w w w nw x x x x ；种群中适应度 最优的解记为12(,,,)g g g ng x x x x 。在每次进化中，对w x 进行更新操作，其更新策略为： ()j b w D r x x ! (1) ' w w j x x D （max max j D D D !??） (2) 其中r 为[0,1]之间的均匀随机数，1,2,,j S ，max D 为最 大移动步长。如果'w x 的适应度优于w x 的适应度，则用' w x 代 替w x ；如果没有改进，则用g x 替换b x 重复执行式(1)、(2)； 如果仍没有改进，则从搜索空间中随机产生一个新解取代原来的w x ，在指定迭代次数It 内继续执行以上操作，这样也就完成了SFLA 的一次进化。 3 改进的混合蛙跳算法 3.1 对立策略 对立策略同时考虑当前点和其对立点，从中选择较优点。文献[6]已经证明了利用对立点的信息比利用随机信息能更快找到最优解，同时实验也表明对立搜索可比随机搜索更有效。对立点定义[5]如下： 设12(,,)n P x x x ，[,]i i i x l u #，1,2,,i n ，为n 维搜索空间中的一个点，,i i l u 分别为i x 的下界和上界，其对立点 可表示为12 (,,)n P x x x ???? ，其中 网络出版时间：2011-5-19 14:35 网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/503945645.html,/kcms/detail/11.2127.tp.20110519.1435.001.html
指纹增强算法的研究
本科毕业设计（论文） 学生姓名： 专 业： 指导教师完成日期
诚信承诺书 本人承诺：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他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。 签名：日期： 本论文使用授权说明 本人完全了解南通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。 （保密的论文在解密后应遵守此规定） 学生签名：指导教师签名：日期：
指纹在生物识别应用中的形式最为广泛，具有唯一性和不变性。指纹增强的主要任务 Gabor 滤波器在指纹增强技术中的应用，并且在此基础上提出了改进算法。仿真显示Gabor 滤波法在指纹增强技术中具有很好的带通特性，也具有很好的方向和频率选择特性。因此，用 滤波法的缺陷，改善指纹图像的滤 摘要是以提供文献内容梗概为目的，不加评论和补充解释，简明、确切地记述文献重要内容的短文。其要素一般包括：①目的——研究、研制、调查等的前提、目的和任务，所涉及的主要范围；②方法——所用的原理、理论、条件、对象、材料、工艺、结构、手段、装备、程序等；③结果——实验的、研究的结果，数据，被确定的关系，观察结果，得到的效果，性能等；④结论——结果的分析、研究、比较、评价、应用，提出的问题，今后的课题，假设，启发，建议，预测等； 写摘要时不得简单地重复题名中已有的信息，要排除在本学科领域中已成常识的内容，要用第三人称的写法。应采用“对……进行了研究”、“报告了……现状”、“进行了……调查”等记述方法，不使用“本文”、“作者”等作为主语。摘要的第一句不要与题目重复；取消或减少背景信息，只表示新情况、新内容；不说空洞的词句，如“本文所讨论的工作是对过去×××的一个极大地改进”、“本工作首次实现了……”、“经检索尚未发现与本文类似的工作”等；此外，作者的打算及未来的计划不能纳入摘要。
面向低质量指纹的图像增强算法研究优秀毕业论文
西南政法大学硕士学位论文 面向低质量指纹的图像增强算法研究 导师：贾治辉副教授 作者：向锐 中国·重庆 二零零八年四月
中文摘要 指纹是手指末端正面皮肤上由乳头凸起的摩擦脊线形成的花纹，具有各人各指不同、终身稳定不变的特性。指纹因其蕴涵大量的人身个体信息，而具有很高的人身识别价值。近百年来，人们通过对指纹不懈的研究和探索，逐步对指纹的特征体系有了清晰的认识，并基于此对指纹特征进行了分类，提出了指纹鉴定的科学依据和程序。 目前，指纹识别技术已经在现代生物识别技术中占有相当重要的位置。从实用性和可行性角度看，指纹识别技术能够高效、快捷、方便的自动完成指纹的纹形分类、特征提取、图像的存储、检索以及比对、细节特征匹配等一系列工作，具有方便、高效、客观、安全等诸多优点，优于其它生物识别技术，已被认为是一种理想的身份认证技术。 从20世纪60年代起，计算机技术进入指纹识别、鉴定领域，英国、美国、法国、日本等计算机发达的国家先后研制出各具特色的指纹自动识别系统，为指纹鉴定开辟了新的途径。目前，计算机指纹识别技术已经在司法、金融安全、数字加密、电子商务等各个领域得到了广泛的应用，在我们未来的生活中发挥越来越重要的作用。 近年来，由于数字图象处理学以及硬件技术的迅速发展，指纹识别技术获得相当大的进展，但仍然不能满足社会发展的需要，以指纹识别广泛代替其它识别技术(如印鉴，钥匙，密码，签字)是面向二十一世纪的具有深远意义的课题，有关指纹自动识别技术的研究己成为模式识别、图象处理以及计算机视觉等领域中极为关注的热点。 指纹识别技术通常使用指纹的一般特征来进行种类识别，在种类识别的基础上再对指纹的细节特征进行系统性的比较，然后作出是否同一的判断。它一般都由以下模块组成：指纹图像采集模块；指纹图像预处理模块；特征提取模块；特征匹配模块。其中，指纹图像预处理模块又包括：图像质量评估，图像分割、图像增强、细化、二值化等步骤。 指纹识别技术中，图像增强技术是其中一个非常重要的步骤。如果指纹图像得不到准确、显著的增强，指纹特征就难以被准确提取。许多学者对指纹图像增强方法进行了探讨，其中，Coetzee等使用Marr-Hildreth边缘算子得到指纹灰度图的脊边缘图，提出了采用卷积
基于matlab的数字图像增强算法研究与实现
基于matlab的数字图像增强算法研究与实现 摘要图像在获取和传输过程中，会受到各种噪声的干扰，使图像退化质量下降，对分析图像不利。图像的平滑或去噪一直是数字图像处理技术中的一项重要工作。为此，论述了在空间域中的各种数字图像平滑技术方法。 关键字：数字图像；图像增强；平滑处理
目录 第一章、概述 2 1.1 图像平滑意义 2 1.2图像平滑应用 2 1.3噪声模 型 (3) 第二章 、图像平滑方法 5 2.1 空域低通滤波 5 2.1.1 均值滤波器 6 2.1.2 中值滤波器 6 2.2 频域低通滤波 7 第三章、图像平滑处理与调试 9 3.1 模拟噪声图像 9 3.2均值滤波法 11 3.3 中值滤波法 14 3.4 频域低通滤波法 17 第四章、总结与体会 19 参考文献 20 第一章、概述 1.1图像平滑意义 图像平滑（S m o o t h i n g）的主要目的是减少图像噪声。图像噪声来自于多方面，有来自于系统外部的干扰（如电磁波或经
电源窜进系统内部的外部噪声），也有来自于系统内部的干扰（如摄像机的热噪声，电器机械运动而产生的抖动噪声内部噪声）。实际获得的图像都因受到干扰而有噪声，噪声产生的原因决定了噪声分布的特性及与图像信号的关系。减少噪声的方法可以在空间域或在频率域处理。在空间域中进行时，基本方法就是求像素的平均值或中值；在频域中则运用低通滤波技术。 图像中的噪声往往是和信号交织在一起的，尤其是乘性噪声，如果平滑不当，就会使图像本身的细节如边缘轮廓，线条等模糊不清，从而使图像降质。图像平滑总是要以一定的细节模糊为代价的，因此如何尽量平滑掉图像的噪声，又尽量保持图像的细节，是图像平滑研究的主要问题之一。 1.2图像平滑应用 图像平滑主要是为了消除被污染图像中的噪声,这是遥感图像处理研究的最基本内容之一,被广泛应用于图像显示、传 输、分析、动画制作、媒体合成等多个方面。该技术是出于人类视觉系统的生理接受特点而设计的一种改善图像质量的方法。处理对象是在图像生成、传输、处理、显示等过程中受到多种因素扰动形成的加噪图像。在图像处理体系中,图像平滑是图像复原技术针对“一幅图像中唯一存在的退化是噪声”时的特例。 1.3噪声模型 1.3.1噪声来源 一幅图像可能会受到各种噪声的干扰，而数字图像的实质就是光电信息，因此图像噪声主要可能来源于以下几个方面：光电传感器噪声、大气层电磁暴、闪电等引起的强脉冲干扰、
夜间图像增强
目录 摘要 (2) 一、引言 (2) 二、观察 (3) 三、自然特性指标 (5) 四、算法 (6) A. 亮通滤波器的定义 (6) B、使用亮通滤波器进行图像分解 (7) C、使用双对数转换处理光照映射 (9) D、反射率的合成和映射的照明 (10) 五、实验与讨论 (10) A、主观评估 (13) B、客观评价 (13) 六、结论 (15)
光照不均匀图像的自然特性增强算法 摘要 图像增强在图像处理和分析中的起着重要作用。在各种增强算法中，Retinex 算法作为基础的算法可以有效地提高细节，并已被广泛采用。基于Retinex算法把照明去除作为缺省处理方式，但是，该方式没有考虑反射的程度，因此，不能有效地保留非均匀照明图像中的自然特性。然而，图像增强的目的是符合视觉认知，其自然性质是必不可少的，需要通过增强图像中的自然细节信息，我们提出了一种增强算法用于非均匀照明的图像。总体上，本文提出了以下三个主要研究结果。首先，提出了明度排序误差测量，用于客观地评价图像的自然特性。第二，提出了亮通滤波器(bright-pass) 将图像分解到反射率和照明，分别确定细节和图象的自然状态。第三，我们提出了一个双对数转换函数实现照明映射，实现图像中的细节和自然状态达到平衡。实验结果表明该算法不仅可以提升图像中细节，而且保留了非均匀照明的图像的自然特性。 一、引言 图像增强的主要目标是使图像处理之后比原始图像更适合特定的应用。到现在为止，图像增强已被应用到科学和工程的多种区域。如大气科学，天文学，生物医药，计算机视觉等。许多图像增强算法都已经被提出如基于Retinex算，反锐化掩模算法，直方图均衡化（HE）算法，等等。部分算法专注于细节增强，但通常会导致不自然的视觉效果，如光源混乱和似人为效果（artifacts）。因此，一些人试图减少以细节换取过度增强的代价。 Retinex理论认为色彩的感知与反射具有很强的联系，而且可见光到达观察者的量依赖于反射率和照明的乘积。大多数基于Retinex的算法是通过去除反射率来增强照明的效果，因此，它们可以明显的增强细节。但是，不可能确切地除去照明场景的凹凸深度。一些中置/环绕算法采取照明的局部卷积来代替不考虑反射率的上限。实际上，反射率应该考虑在内，它表示表面不能反射多于比它接收的光。此外，简单地删除照明是不合理的。 基于反锐化掩模的算法通常把图像分解为高频和低频两个方面，并分别进行处理。低频信息对于这些算法抑制过度增强是很有用的。然而，这些算法只是简单的一起整合处理高频和低频的信息，这往往未能达到细节和自然特性之间较好的折中。其结果是这些算法需要一个对每个图像以获得最佳结果而采取的重新调整的过程。 HE技术很简单，但被广泛用于图像增强。由于常规HE算法可能导致过度增强，许多已经提出的算法被限制，如照明保存和对比度的限制，照明的保存在应用中非常有用，但是，一些在不恰当的强度地区，对于非均匀照明图像，照明保持不利于细节增强，如暗区。对比度受限算法抑制过度增强是通过重新分配直方图使其高度不超出限制。但是，对于直方图有很大的不同的严重的非均匀照明图象，这是不容易解决的。为了保护自然特性以及增强细节，Chen等人提出了如下的自然特性保护的概念用于图像增强。图像增强后的周围环境不应该被大幅度
图像增强方法的研究
图像增强方法的研究 摘要 数字图像处理是指将图像信号转换成数字格式并利用计算机对其进行处理的过程。在图像处理中，图像增强技术对于提高图像的质量起着重要的作用。本文先对图像增强的原理以及各种增强方法进行概述，然后着重对灰度变换、直方图均衡化、平滑和锐化等几种常用的增强方法进行了深入的研究，在学习数字图像的基本表示与处理方法的基础上，针对图像增强的普遍性问题，研究和实现常用的图像增强方法及其算法，通过Matlab实验得出的实际处理效果来对比各种算法的优缺点，讨论不同的增强算法的适用场合，并对其图像增强方法进行性能评价。如何选择合适的方法对图像进行增强处理，是本文的主要工作，为了突出每种增强方法的差异，本文在Matlab的GUI图形操作界面中集合了四种常用算法的程序，以达到对各种算法的对比更直观和鲜明的效果。 关键词：图像增强直方图均衡化灰度变换平滑锐化
目录 1 图像增强的基本理论 (3) 1.1 课题背景及意义 (3) 1.2 课题的主要内容 (4) 1.3 数字图像基本概念 (5) 1.3.1数字图像的表示 (5) 1.3.2 图像的灰度 (5) 1.3.3灰度直方图 (5) 1.4 图像增强概述 (6) 1.5图像增强概述 (8) 1.5.1图像增强的定义 (8) 1.5.2常用的图像增强方法 (8) 1.5.3图像增强的现状与应用 (9) 2 图像增强方法与原理 (10) 2.1 图像变换 (10) 2.1.1 离散图像变换的一般表达式 (10) 2.1.2 离散沃尔什变换 (11) 2.2 灰度变换 (12) 2.2.1 线性变换 (12) 2.2.2 分段线性变换 (13) 2.2.3 非线性变换 (13) 2.3 直方图变换 (14) 2.3.1 直方图修正基础 (14) 2.3.2 直方图均衡化 (16) 2.3.3 直方图规定化 (17) 2.4 图像平滑与锐化 (18) 2.4.1 平滑 (18) 2.4.2 锐化 (19)
根据matlab的指纹图像增强方法
课程设计报告 设计题目：指纹图像的增强 学院：电子工程学院 专业：电子信息工程 班级： 学号： 姓名： 电子邮件： 日期： 2013 年 9 月 成绩： 指导教师：
一、设计概述 1.课程设计题目：指纹图像的增强方法 2.基本要求：读取初始指纹图像，设计程序，实现指纹图像的增强，使指纹的 纹理更加清晰，便于识别。 3.指纹图像增强的意义： 指纹是人类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路。指纹能使手在接触物件时增加摩擦力，从而更容易发力及抓紧物件。是人类进化过程式中自然形成的。目前尚未发现有不同的人拥有相同的指纹，所以每个人的指纹也是独一无二。由于指纹是每个人独有的标记，近几百年来，罪犯在犯案现场留下的指纹，均成为警方追捕疑犯的重要线索，使得指纹识别技术得到了飞快的发展，指纹图像的识别也就变得非常具有意义，但是通过传感器等方式获取到的指纹图像往往是比较模糊的，识别率相对较低，此时，指纹图像增强就孕育而生，通过对指纹图像的增强处理，得出了具有较清晰的图像，是识别率更高。 二．设计思路：指纹图像增强的主要步骤及方法 ①读取指纹图像 ②指纹图像灰度化处理 ③指纹图像平滑处理 ④指纹图像的腐蚀处理 ⑤指纹图像的锐化处理 ⑥指纹图像二值化
⑦指纹图像纹理的细化处理 三．具体的处理流程及其分析 1.指纹图像的读取 将通过传感器或者别的方式获取到的指纹图像读取到matlab中；如 .bmp .jpg 等格式的图片文件。 通过matlab实现： I=imread(‘文件路径+图像名.jpg'); 2. 指纹图像灰度化处理 数字图像可分为灰度图像和彩色图像。通过灰度化处理和伪彩色处理，可以使伪彩色图像与灰度图像相互转化；灰度化就是使彩色的R，G，B分量值相等的过程 I=rbg2gray（I） 3.指纹图像平滑处理（此处我们使用的是中值滤波的方法处理） 图像平滑的主要目的是减少图像噪声。图像噪声来自于多方面，有来自于系统外部的干扰（如电磁波或经电源窜进系统内部的外部噪声），也有来自于系统内部的干扰（如摄像机的热噪声、电器机械运动而产生的抖动噪声等内部噪声）。实际获得的图像都因受到干扰而含有噪声，噪声产生的原因决定了噪声分布的特性及与图像信号的关系。减少噪声的方法可以在空间域或频率域处理。在空间域中进行时，基本方法就是求像素的平均值或中值；在频率域中则运用低通滤波技术。
指纹图像对比度模糊增强算法
指纹图像对比度模糊增强算法 指纹图像对比度模糊增强算法 引言指纹识别是指指尖表面纹路的脊谷分布模式识别,这种脊谷分布模式是由皮肤表面细胞死亡、角化及其在皮肤表面积累形成的。人的指纹特征是与生俱来的,在胎儿时期就已经决定了。人类使用指纹作为身份识别的手段已经有很长历史,使用指纹识别身份的合法性也己得到广泛的认可。自动指纹识别系统通过比对指纹脊线和谷线结构以及有关特征,如纹线的端点和分歧点等来实现个人身份认证。然而,要从原始指纹图像上准确地提取特征信息,这是十分困难的,在很大程度上特征提取的精确性依赖于图像质量。因此,在指纹特征提取和匹配之前有必要对指纹图像进行增强处理。指纹图像增强就是对指纹图像采用一定算法进行处理,使其纹理结构清晰化,尽量突出和保留固有的指纹特征信息,并消除噪声,避免产生虚假特征。其目的是保持特征信息提取的准确性和可靠性,在自动指纹识别系统中具有十分重要的作用和地位。由于曝光不足等因素的影响,图像的亮度分布会发生非线性失真,常常表现为对比度不强,图像的整体感觉较暗等。目前,已经有很多基于灰度直方图的方法来增强对比度,从而改善图像的质量。近年来,人们对基于模糊的图像处理技术进行了研究。模糊集合理论已能够成功地应用于图像处理领域,并表现出优于传统方法的处理效果。根本原因在于:图像所具有的不确定性往往是因模糊性引起的。图像增强的模糊方法,有些类似于空域处理方法,它是在图像的模糊特征域上修改像素的。基于模糊的图像处理技术,是一种值得重视的研究方向,应用模糊方法往往能取得优
于传统方法的处理效果。很多时候基于模糊的增强图像对比度方法能够更好地增强图像的对比度,尤其是对于对比度很差,一般的增强算法无法对其增强的图像,它的优势突显。本文结合模糊逻辑技术,研究了基于模糊特征平面的增强算法和基于GFO算子(广义模糊算子)的图像增强算法,并将其应用于指纹图像对比度的增强。1模糊特征平面增强算法1.1模糊特征平面从模糊集的概念来看,一幅具有L个灰度级的M×N元图像,可以看作为一个模糊集,集内的每一个元素具有相对于某个特定灰度级的隶属函数。该模糊集称为图像等效模糊集,亦即图像的模糊特征平面,对应的模糊矩阵记为F,有:式中:矩阵的元素μmn/Xmn表示图像像素(m,n)的灰度级Xmn相对于某个特定的灰度级l′的隶属度,通常l′取最大灰度级K-1。1.2算法实现首先采用图像分割中的阈值选取方法(本文中采用Ot su方法)来确定阈值参数X T,显然X T将整个图像的直方图分为2个部分。低灰度部分和高灰度部分;对于具有典型双峰分布的直方图来说,它们分别对应目标和背景这两部分。然后定义新的隶属函数形式,再进行模糊增强运算,在低灰度区域进行衰减运算,从而使属于该区域像素的灰度值更低,而在高灰度区域则进行增强运算,从而使属于该区域像素的灰度值更高。因而,经过模糊增强后直方图上阈值X T两侧的灰度对比增强,图像区域之间的层次将更加清楚。整个算法过程如下:(1)首先根据Ot su选取阈值的方法确定阈值参数XT。显然对于双峰分布的直方图阈值参数XT将位于双峰之间的谷底附近。然后定义新的隶属度函数为:对于迭代次数r的选择,仿真结果表明,当r较小时,模糊增强不够充分;随着r的逐渐加大,图像的增强效果会越来越明显,当达
蛙跳算法的研究及应用
摘要 随机蛙跳算法(Shuffled Frog Leaping Algorithm,SFLA)是进化计算领域中一种新兴、有效的亚启发式种群算法，它的基本思想来源于文化基因传承,其显著特点是具有局部搜索与全局信息混合的协同搜索策略，寻优能力强，易于编程实现，由Eusuff和Lansey于2003年正式提出，近几年来逐渐受到学术界和工程优化领域的关注。 本文从蛙跳算法的基本概念开始，分析算法的工作过程总结其基本原理与算法流程，然后对其关键参数进行说明并采用测试函数测试，最后将蛙跳算法应用于解决0-1背包问题，并与相关文献的结果进行对比，验证了算法解决此类问题的可行性。 关键词：蛙跳算法，函数优化，背包问题 ABSTRACT Shuffled Frog Leaping Algorithm (SFLA) is an emerging effective sub-heuristic in the field of evolutionary computation. Its basic idea comes from the cultural genetic inheritance and notable feature is a collaborative search strategy that is a mixture of local search and global information. SFLA has strong local search and global search ability, so it is good at searching for the best and is easy to be programmed. It is raised formally by Eusuff and Lansey in 2003 and become gradually popular the field of academic and optimization in recent years. Firstly, this paper describes the concept of SFLA, and summarizes its basic principle. Then, we draw the flowsheet, describe the key parameters and verify the algorithm by use of the test function. At last, we solve problems about the application on packing bags and prove its feasibility. Key words:S huffled Leaping Frog Algorithm，Function optimization ， Knapsack problem
基于matlab的图像增强方法研究 开题报告
毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：学号： 专业： 设计(论文)题目：基于matlab的图像增强方法研究 指导教师： 年月日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1.1课题研究的目的和意义 图像作为自然界景物的客观反映，是人类感知世界的视觉基础，也是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。据统计，人类获得的信息大约75%是以图像的形式，通过视觉系统获得的。图像时人类重要的信息源，“百闻不如一见”、“眼见为实”即时图像对于人类重要性的简明概括。[1] 图像是物体透射或反射的光信息，通过人的视觉系统接受后，在大脑中形成的印象或认识，是自然景物的客观反映。一般来说，凡是能为人类视觉系统所感知的有形信息，或人们心目中的有形想象都统称为图像。图像作为一种有效的信息载体，是人类获取和交换信息的主要来源。实践表明，人类感知的外界信息，80%以上是通过视觉得到的。 然而，在一般情况下，经过图像的传送和转换，如成像、复制、扫描、传输和显示等，经常会造成图像质量的下降，即图像失真。在摄影时由于光照条件不足或过度，会使图像过暗或过亮；光学系统的失真、相对运动、大气流动等都会使图像模糊，传输过程中会引入各种类型的噪声。总之输入的图像在视觉效果和识别方便性等方面可能存在诸多问题，这类问题不妨统称为质量问题。因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。所谓图像处理，就是通过某些数学运算对图像信息进行加工和处理，以满足人的视觉心理和实际应用需求[2]。图像增强是图像处理的一个重要环节，在整个图像处理过程中起着承前启后的重要作用。 随着图像处理设备性能的不断提高以及图像数字化和图像显示设备的普及化和低价化，人们对图像质量的要求越来越高。而图像质量的含义[3]包括两个方面的内容，即图像的保真度（Fidelity）和理解度（Intelligibility）。保真度是指被评价图像与标准图像的偏离程度，两者属于同一个映像，只是由于传输和处理等原因造成了偏差，因此保真度往往指的是图像细节方面的差异。理解度表示图像能向人或机器提供信息的能力，其中主要包括清晰度和美感等，因此，理解度通常指的是图像整体和细节的总体概念。
夜间图像增强算法研究及Matlab实现
夜间图像增强算法研究及Matlab实现 第1章绪论 1.1 本文研究意义与背景 夜间图像通常存在着主体或局部的亮度不足问题、在颜色的饱和度与对比度方面也显著偏低,这就导致了许多可以展现夜间图像关键特征细节信息的东西没法得到充分展现。致使所获取到的夜间图像的质量严重下降的原因多种多样，例如采集装备的配置、复杂的环境照明、天气原因等因素的影响。我们通常把一幅清晰的图像作为获取真实场景的主要条件[1]。针对质量下降的夜间图像,可以基于人类角度的计算机处理系统做进一步分析和仿真；亦可以直接采取图像增强算法，对其亮度、对比度及细节、色彩隐藏信息进行增强以满足人类视觉系统要求[2]。 夜间图像在许多领域得到了相当广泛的运用。例如，通过对夜间红外图像的识别增强来获取敌方目标，这是在军事领域的应用；对夜间图像进行增强，加强对汽车号牌、驾驶员体态等重要信息进行识别，这是在公共交通领域的应用；为了减少颜色失真、光线不均等造成的图像退化现象，可以对图像进行彩色增强，这是在安防及摄影摄像领域的应用。 如今，虽然有几十种不同的增强处理方法,但这些算法都是有其专门性以及针对性，无法做到适应各种场合。本文将针对传统夜间图像增强算法中普遍的存在的局部光晕伪影问题，展开进一步研究，以期在保持夜间图像清晰自然的基础上，将其解决。 1.2本文研究工作及重点 夜间图像增强算法作为图像增强研究的一个重要分支。吸引着众多图像处理、目标检测方面的学者进行广泛而深入的研究。每年，都有很多研究成果问世，但整个领域依旧还有很大的发展空间。 夜间图像的提取有很多不可抗拒的因素存在。例如夜晚图像对比度低、周围的光照散射影响等。将针对一些应用较多的传统的夜间图像增强算法，如直方图均衡化增强算法、基于Retinex理论等理论进行研究以及仿真。针对于传统增强方法自身的普遍存在
医学图像增强方法研究
医学图像增强方法研究 摘要：简要介绍医学图像增强的概念和主要目的。从传统图像增强方法、基于区域的增强方法和基于小波变换的增强方法三方面对医学图像增强方法进行讨论。最后介绍图像增强效果的评价方案。 关键词：图像增强，算法，区域，小波变换，评价 图像增强根据图像的模糊情况采用了各种特殊的技术突出图像整体或局部特征，常用的图像增强技术有灰度变换、直方图处理、平滑滤波(高斯平滑)，中值滤波、梯度增强、拉普拉斯增强以及频率域的高通低通滤波等，然而，这些算法运算量大、算法复杂、处理速度低。 目前，图像增强没有统一的标准，医学图像增强的主要目的是满足医生诊断的临床应用需要。因此，如何提高医学图像质量，是图像处理的一个重要课题。 图像增强可归纳为两方面[2]：(1)消除噪声;(2)边缘增强和结构信息的保护。（图像增强方法的研究） 图像增强方法主要分为频域法、空域法两大类[2]。频域法通常计算量大，变换参数的选取需要较多的人工干预；空域法主要包括直方图均衡化、直方图变换、灰度拉伸、局部对比度增强、平滑滤波和反锐化掩模[4~ 6]等。直方图均衡化是最常见的图像增强方法，其主要缺点是图像易出现不平滑灰度过渡。当图像直方图含多个波峰时，会出现过度增强，不仅丢失了部分图像细节信息，而且会明显放大噪声，影响图像增强的效果。平滑滤波可去除一定噪声，但会使图像模糊，对比度增强不明显。反锐化掩模可以增强图像的边缘和细节，但同时也会增强噪声。此外，图像的高频细节区域相对低频区域增强显著，易出现过增强现象。利用这些空间域图像增强算法处理医学图像，存在对噪声敏感且易陷入欠增强或过增强等不足。（基于量子概率统计的医学图像增强算法研究） 图像增强的过程往往也是一个矛盾的过程：图像增强希望既去除噪声又增强边缘。但是，增强边缘的同时会同时增强噪声，而滤去噪声又会使边缘在一定程度上模糊，因此，在图像增强的时候，往往是将这两部分进行折中，找到一个好的代价函数达到需要的增强目的【3]。传统的图像增强算法在确定转换函数时常是基于整个图像的统计量，如：ST转换，直方图均衡，中值滤波，微分锐化，高通滤波等等。这样对应于某些局部区域的细节在计算整幅图的变换时其影响因为其值较小而常常被忽略掉，从而局部区域的增强效果常常不够理想，噪声滤波和边缘增强这两者的矛盾较难得到解决。 目前，许多新的增强算法都充分利用了周围邻域这一重要的信息，形成了很多局部处理的灰度调整算法，该方法主要利用了邻域的统计特性【4]。自适应增强的研究主要集中在以下三大类增强算法： 1.既能平滑又能保护边缘的自适应滤波器。自适应滤波的基本思想是滤波器的参数可根据像素所在的邻域情况而自适应选取，也可描述为加权平均滤波器。(1)在提高算法的抗噪性能方面，文献〔5]【6〕介绍了几种方法。这些方法可以较好的平滑噪声区域，并能保护较显著的边缘，但对图像细节的保护较差。(2)在提高算法的细节保护能力方面，Saint一Marc【7】利用梯度来决定权值，建立了指数形式的权函数，较好的保护了图像细节。但该算法对脉冲噪声敏感，而且模型的性能受参数的影响比较大。另外，文献【8〕【9]还提出了各向异性扩散思想的改进方法，需要求解热传导方程。这些改进算法多数集中在权值的自适应选取上，但是由于自适应调整的参数较少，仍然不能很好的解决细节保护的问题。 2.基于图像建模和估计理论的增强算法。这类算法的基本思想是提出一个图像的模型，如果这个模型的参数由一种估计方法估计出来，则窗口中心的灰度值可由估计出来的参数计算得到。最简单的例子就是中值滤波器，对脉冲型噪声有很好的效果。但是，这类算法由于是以估计理论为基础，所以所采用的估计方法的鲁棒性对算法的性能有很大的影响。估计方
随机蛙跳算法和NSGA2算法
《智能算法及应用技术》 结课综述 Name: Moonlightran Email: randolphingwp@https://www.wendangku.net/doc/503945645.html,
目录 1. 随机蛙跳（SFLA）算法 (1) 1.1 SFLA理论基础 (1) 1.2 SFLA 的基本原理 (3) 1.3 SFLA 的基本概念 (4) 1.4 SFLA 的参数设置 (4) 1.5 SFLA 的运算流程 (5) 1.6 SFLA函数优化中实例 (10) 1.7 粒子群算法（PSO）函数优化 (14) 2. 多目标优化算法(NSGA—II) (19) 2.1多目标优化问题描述 (19) 2.2 基本概念 (19) 2.3 非支配排序算法(NSGA) (20) 2.4 带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA—II) (22) 2.5 NSGA-II函数优化实例 (27)
单目标和多目标优化算法介绍 ——随机蛙跳算法和带精英策略的非支配排序算法 通常的优化问题可以分为单目标优化问题和多目标优化问题。针对这两类问题，分别介绍随机蛙跳算法（SFLA）和带精英策略的非支配排序算法（NSGA—II），并且给出这两类算法在函数优化中的应用实例。 1.随机蛙跳（SFLA）算法 随机蛙跳算法是由Kevin Lanes和Mustafa Eusuff于2003 年共同提出，该算法结合了基于遗传特性的模因算法和基于行为的粒子群算法的优点，适合解决各类组合优化问题。混合蛙跳算法具有设置参数少、简单易于理解、鲁棒性强等特点，已在语音情感识别、作业车间调度、复杂函数优化问题求解等领域得到成功应用。 1.1 SFLA理论基础 SFLA 是一种群体仿生类启发式进化计算方法，该算法将模因算法和粒子群优化算法的思想相结合，并经过适度扩展，因而兼具二者的优点。作为SFLA 的理论基础，模因算法和粒子群优化算法有必要进行简要介绍。 1.1.1模因算法 Moscato受Dawkin提出的meme概念的启示，于1989年首次提出了模因算法。该算法源于文化进化理论中的隐喻思想，结合了全体成员参与搜索的思想和有选择性的特定个体搜索的机制，可以通过启发式搜索解决优化问题。模因算法在原理上与遗传算法很相似，不同的是该算法在原始遗传算法步骤中的交叉和变异步骤之后增加了一个小范围的局部进化过程，故模因算法也曾被叫做增加了局部搜索功能的遗传算法。给出模因算法的运算流程如图1.1所示。
数字图像增强算法
数字图像增强算法研究 一、前言 在网络迅速发展的今天，“Webster”词典中可以搜索到与“message”一词有关的内容有成千上万条，然而，“message”至今还没有一个精确的定义。甚至在有道词典中“短信（message）”被等同于“信息（information）”，被模糊地定义为“一种对所有信息的统称”。人类的知识和信息，在图像加工技术现阶段仍处于较低的水平，定义的方式，仍需要进一步研究。近年来，随着计算机技术的飞速发展，计算机图像处理效果得到显著改善，它在几乎所有涉及到成像区域的使用领域中起着非常重要的作用。在使用的计算机中，为了实现所需的结果，进行多个数字图像上的操作。在处理的图像的过程中，图像增强方法是最常用的，以达到提高图像质量的效果，以确定相关种类的最新科学技术的特定信息。成像技术的快速发展，以及其广泛的应用。在应用程序中中取得新的稳定的外观能源的发展，在我们未来的发展中，可以提高图像处理技术将意味着会扮演着越来越重要的作用。改善图像的质量将成为图像处理领域的一个重要的组成部分。 在图像处理的综合性研究领域中，图像增强处理工程应用是非常广泛的，也取得了很出色的成就。网自1996年以来，《中国图像图形杂志》连续发表在杂志上的图像处理技术文献。按照每个文档，图像处理，图像分析，图像理解的基本内容，根据处理的方法不同被分成五大类。在这项研究中，15种工程统计中，大部分文件是中国人根据各种杂志图像介绍和分析的。本文选择了《大地测量与制图》，《电子学报》，《数据收集过程》，《遥感学报》，《电脑报》，《信号处理》，《自动化杂志》，《TC理论和应用研究》，《模式识别和人工智能》，《通信记录》，《电子测量和仪器杂志》
基于频域的图像增强算法研究毕业设计
江西理工大学 本科毕业设计（论文）题目：基于频域的图像增强算法研究
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日