改进的量子遗传算法及其在图像分割中的应用

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1、分类号：ＴＰ巧１单位代码：１０２２０密缓：国Ｉ茄ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪＩ硕ｉ研究生学位论文论々觀目：改进的量子遗传算法及其在图像分割中的应用：尹廷武硕壬生ｍｒｇｙ导獅：关学忠教授学科专业：控制科学与工程臟：加：獅）臟端制Ｊ：程■Ｉ．２０１６年５月２１日．勺．Ｉ学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果，。据我所知，除文中已经注明引用的内容外本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研

2、究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人巧集体，．均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：甲皆：咬日期；位叫引日＾学位论文使用授权声明本人完全了解东北巧油大学有关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留学位论文并向国家主管部口或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ采用影印、缩印或妇描等复制手段保存、汇编学位论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。东北石油火学有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕±学位论文全文数据库》、《中国博±学位论文全文数据库》和编入《中》．国知识资源总库。保密的学位论文在解

3、密后适用本规定。学位论文作者签名：论签名；文指导教师乞＾指：导小组成员签名於巧佑杳呼ThesisfortheMasterdegreeinEngineeringImprovedQuantumGeneticAlgorithmandItsApplicationinImageSegmentationCandidate:YinTingwuTutor:GuanXuezhongSpecialty:ControlScienceandEngineeringDateoforalexamination:21stMay.2016University:Northeast

4、PetroleumUniversity东北石油大学硕士研究生学位论文改进的量子遗传算法及其在图像分割中的应用摘要图像分割作为一种基本的计算机图像处理技术，一直以来都是国内外研究的热点课题，它是图像分析与理解的基础，是自动化图像处理的一个重要环节。本文以改进的量子遗传算法为基础，并将其应用于阈值分割与模糊边缘检测当中。具体研究内容如下：第一，对传统量子遗传算法的研究改进工作。为了保持良好的种群结构，避免陷入局部最优，在算法中引入了量子交叉变异算子；为了增强算法的全局寻优能力，更快速地定位到全局最优解附近，采用了一种缩小定义域的策略；另外，量子门的旋转角采用自

5、适应调整策略来加快算法收敛。最后，通过多峰值函数仿真实验来验证了算法的性能。第二，研究了改进算法在阈值分割中的应用。将本文改进算法应用到了二维Fisher阈值分割中，通过图像分割实验比较了二维Fisher算法同其他二维分割算法的抗噪性能，并且同传统遗传算法、基本量子遗传算法相比，提升了阈值向量的搜索效率和精度；另外，还将本文改进算法应用到三维Otsu阈值分割中，提升了计算效率，在图像分割试验中验证了其优良的分割效果。第三，研究了改进算法在模糊边缘检测中的应用。为了提高一般模糊边缘检测算法的抗噪声能力，本文提出了一种二维直方图模糊边缘检测算法。该方法通过像素

6、邻域信息构建二维直方图，采用二维Otsu的方法来确定阈值向量，根据阈值向量重新定义了模糊隶属度函数；另外本文结合量子遗传算法来快速搜索阈值向量，大大节省了时间。仿真实验表明，该方法边缘检测效果较好，同时具有较强的抗噪声性能。关键词：量子遗传算法，量子交叉变异算子，缩小定义域策略，阈值分割，模糊边缘检测II东北石油大学硕士研究生学位论文ImprovedQuantumGeneticAlgorithmandItsApplicationinImageSegmentationABSTRACTImagesegmentationasakindofbasiccompute

7、rimageprocessingtechnology,hasalwaysbeenaresearchhottopicathomeandabroad,itisthebasisofimageanalysisandunderstanding,anditisalsoanimportantlinkofautomatedimageprocessing.Thispaperisbasedontheimprovedquantumgeneticalgorithm,andappliesittothresholdsegmentationandfuzzyedgedetection.T

8、heconcreteresearchcontentisasfoll