收稿日期! !"#$%##%!&! 修回日期! !"#'%"#%#!((基金项目! 高分辨率对地观测重大专项资助项目""'%m&"A"*%,""#%#! B#&#
作者简介!张海涛"#,)'%#$男$河南长垣人$博士$主要研究方向为高分辨率遥感影像信息提取及应用"WPKr-#"'!)5#!$96/F#!程新文"#,**%#$
男$湖北咸宁人$教授$博导$主要研究方向为 &C!熊红伟"#,,!%# $男$湖北仙桃人$硕士$主要研究方向为 `@CC 数据处理!马海荣"#, ) '%# $女$山东
菏泽人$博士$主要研究方向为高分遥感地质灾害提取!陈联君"#,)'%# $男$河南南阳人$博士研究生$主要研究方向为遥感冰雪!钱小刚"#,,!%#$
男$江西新余人$硕士$主要研究方向为精密工程测量9
改进蜂群算法的图像阈值分割方法
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张海涛
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! 程新文
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! 熊红伟
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! 马海荣
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! 陈联君
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! 钱小刚
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"#9中国地质大学 信息工程学院$ 武汉 -&""'-! !9河南财经政法大学 资源与环境学院$ 郑州 -*""&-! &9中冶集
团武汉勘察研究院有限公司$ 武汉 -&"")"! -9漳洲市测绘设计研究院$ 福建 漳州 &$&"""#
摘(要! 为快速高效地进行图像分割$针对人工蜂群算法存在的收敛速度慢%易陷入局部最优解等问题$提出了
一种基于改进人工蜂群算法分割二维 =K78 图像的新方法& 通过对蜜源更新过程中向当前最优蜜源方向进行引
导$ 可以加快算法的收敛速度!为避免算法陷入局部最优并加快收敛速度$在局部搜索过程中逐步缩减了搜索范
围并加入了放弃机制!针对较大梯度值无意义的问题$限定了蜜源范围$以提高算法的效率& 最后结合具有不同
直方图分布的图像进行了实验
$结果表明了算法稳健%高效%快速的特性&
关键词! 图像分割! 人工蜂群算法! 最大类间方差法! 局部搜索! 二维直方图
中图分类号! ?Z&,#]-#((文献标志码! A(( 文章编号! #""#%&$,*"!"#'##!%&))"%"*
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!"引言
阈值分割是应用最为广泛的一种分割方法
(#)
!较为著名的
是由日本科学家大津展提出的最大类间方差法"=K78#以及后衍
生的二维&三维 =K78 方法!此类算法依据一维&二维&三维直方
图的特征!结合智能算法在各个领域取得了较好的应用
(!)
'
人工蜂群算法" A+[# 是由 R4D4E/14等人
(&)
于 !""' 年提
出的一种模仿蜜蜂采蜜行为的智能搜索方法!该算法通过三种
蜜蜂之间的信息共享!从而找到花蜜量最好的蜜源" 阈值#'
算法具有控制参数少&易于实现&计算简洁等优点
(-!*)
' 目前
蜂群算法普通存在的问题是搜索能力强但开拓能力弱!从而减
缓了算法的收 敛速 度且 易陷 入局 部最 优解
($ X,)
' 霍 凤财 等
人
(#")
借鉴量子的思想将比特概率幅的正弦分量引入了蜂群算
法!通过更新蜜源初始化方法&蜜源更新策略和侦查蜂行为!有
效缩短了改进后的算法在分割中的收敛时间和抗噪能力
' 匡
芳君等人
(##)
结合 ?:0K混沌优化算法!采用 ?:0K混沌序列初始
化种群和动态调整混沌搜索空间
!实验结果表明改进后算法加
快了收敛速度和寻优精度' `4/等人
(#!)
分别在雇佣蜂和侦察
蜂阶段提出了两个搜索公式!结果表明提高了算法的性能!同
时在稳定性& 收敛性和蜜源质量上得到了提高' AJ3W4.:140 等
人
(#&)
&+P40.4D3等人
(#-)
&[P4D4073D3HP43740 等人
(#*)
针对这一问
题也进行过研究!并在生成初始蜜源&局部搜索最优解等方面
提出了自己的改进方案'
本文针对蜂群算法的上述问题!在更新食物源位置时!加
入了当前最优食物源及较优方向的引导!并在每次迭代后的更
新过程中引入了一个边界递减策略!从而引导蜂群只向最优位
置移动选择新蜜源!加快了算法收敛的速度!也可以在一定程
度上避免算法陷入局部最优解'
#"算法简述
#$#"蜂群算法
人工蜂群算法是模仿自然环境中蜜蜂群体分工采蜜的方
第 &- 卷第 #! 期
!"#' 年 #! 月(
计 算 机 应 用 研 究
AHHJ364K3/0 S:7:4D6P /G[/FH8K:D7
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N:69!"#'