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基于模拟退火算法的图像分割 马婷中国民用航空飞行学院计算机学院 摘要：模拟退火算法是一种现代优化算法，理论上已经证明该算法能以概率1收敛到全局最优解。将数字图像 分割问题转化为函数优化问题，并应用模拟退火算法进行阈值求解，并与传统的枚举法进行对比，分割效率得到了 明显的提高，分割结果准确，可靠。 关键词：模拟退火算法阂值 图像分割 图像分割是数字图像处理中的一项关键技术，它使得其后 ，初始温 单阈值分割实验：变量初始阈值xo=127 的图像分析，识别等高级处理阶段所要处理的数据量大大减少， 同时又保留有关图像结构特征的信息。由于分割中出现的误差 会传播至高层次处理阶段，因此分割的精确程度是至关重要的， 多年来一直受到研究人员的高度重视，被认为是计算机视觉中 算量，将待分割图像矩阵及其大小、平均灰度值定义为全局变 的一个瓶颈。 量(同双阈值分割实验同意；0．3，点。0，9)。 1模拟退火算法 表l给出了基于模拟退火算法单、双阈值分割和枚举法的 模拟退火是以热力学与统计学物理为基础的一类非线性全 实验结果： 局优化方法。其核心思想是根据优化问题的求解与物理退火过 程管相竺冀：采要Metr。竺掌尊烈和璺搴墨翌粤篓雩当控制温 表1图像分割结果 度的下降过程实现退火从而达到求解全局最优的目的。 搂掇邋必舞法 投举法 雕像 单阂撬 教凝髓 壤瓣毽 躐瓣傻 117 《127。l秘)量l擎 (127；l?∞ 泌aA256,256) i02 ≤13l。l?钴102 (131，176) 獭魅翁12．512≥ 方茇 Le稳稳 8舂 95 256 32768 计黧 Boa耄 85 95 2蓦6 32768 淡数 2．1基于模拟退火算法的图像分割 类间方差法所得的结果完全一致，但本文方法在单阈值分割情 (1)新状态产生是在原状态下按如下方式产生： 况下仅用了85次类间方差计算即求得两幅图像的最佳分割阚 Xi。t=x，-I-step×(rand一0．5)，其中xf+l与戈，分 值，而常规方法均要进行256次方差的计算，在双阈值分割情 别为新旧状态变量值，rand为0与1之间的随机数，“ep 况下也仅用了95次，而常规方法要进行32768次方差的计算， 为扰动系数，扰动系数在降温初期保持不变，让模型在较大范 围内进行有哪些信誉好的足球投注网站，待温度下降到一定后再进行指数递减，使其将 这种计算量是难以承受的，尤其分割图像越大的情况下，有哪些信誉好的足球投注网站 解锁定在最优范围内，递减方式如下： 空间迅速增加。以上实验结果表明，利用SA优化最大类间方 s姆《夤4-尊*s,嘲Kk)x五，0《五《l* 差法可使执行效率大大提高。 (2)采用越谴札e“”j‘作为状态接受函数。