群智能算法优化的结合熵的最大类间方差法与脉冲耦合神经网络融合的图像分割算法

来源：计算机应用杂志2017年第12期北京时间：

作者：程述立, 汪烈军, 秦继伟, 杜安钰

单位：1. 新疆大学 信息科学与工程学院, 乌鲁木齐 830046;2. 新疆大学 软件学院, 乌鲁木齐 830046;3. 新疆大学 网络与信息技术中心, 乌鲁木齐 830046

摘要：针对最大类间方差准则下的图像分割结果携带原图信息量不足、实时性差和脉冲耦合神经网络（PCNN）模型中循环迭代次数难以确定的问题，提出了群智能算法优化的结合熵的最大类间方差法（OTSU-H）与PCNN融合的自动图像分割算法。首先，充分利用图像的灰度分布信息和相关信息，将图像信息中冗余度、竞争性以及互补性有效地融合，构造二维和三维观测空间，提出了OTSU-H准则的快速递归算法；其次，将快速递推算法的目标函数分别作为布谷鸟搜索（CS）算法、萤火虫算法（FA）、粒子群优化（PSO）算法和遗传算法（GA）四种群智能算法的适应度函数；最后，将优化之后的OTSU-H引入PCNN模型中自动获取循环迭代次数。实验结果表明，与原始的最大类间方差法（OTSU）、最大熵准则以及基于图论分割、像素的聚类分割和候选区域语义分割的图像分割算法相比，所提算法具有较好的图像分割效果，同时降低了计算复杂度，节约了计算机的存储空间，具有较强的抗噪能力。所提算法时间损耗少、不需要训练的特性使得算法的运用范围较广。

关键词：图像分割,脉冲耦合神经网络,布谷鸟搜索算法,萤火虫算法,粒子群优化算法,遗传算法

基金资助：国家自然科学基金资助项目（61471311）。