生物地理學(xué)優(yōu)化算法的改進(jìn)及其在圖像分割上的應(yīng)用

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 優(yōu)化問(wèn)題和優(yōu)化方法 1
1.1.1 優(yōu)化問(wèn)題 1
1.1.2 優(yōu)化方法 2
1.2 群智能優(yōu)化算法 4
1.2.1 群智能優(yōu)化算法原理及步驟 4
1.2.2 群智能優(yōu)化算法相關(guān)知識(shí) 5
1.2.3 群智能優(yōu)化算法國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8
1.3 本書(shū)所涉及的主要群智能優(yōu)化算法 9
1.3.1 遺傳算法 9
1.3.2 粒子群優(yōu)化算法 10
1.3.3 差分進(jìn)化算法 11
1.3.4 細(xì)菌覓食優(yōu)化算法 12
1.3.5 蛙跳算法 14
1.3.6 人工蜂群算法 15
1.3.7 煙花算法 16
1.3.8 灰狼優(yōu)化算法 18
1.4 本書(shū)篇章結(jié)構(gòu) 19
參考文獻(xiàn) 21
第2章 生物地理學(xué)優(yōu)化算法 23
2.1 生物地理學(xué)理論 23
2.1.1 理論背景 23
2.1.2 生物地理學(xué) 24
2.2 BBO算法 25
2.2.1 BBO算法數(shù)學(xué)模型 25
2.2.2 BBO算法步驟及原理 27
2.2.3 BBO算法優(yōu)缺點(diǎn)分析 33
2.2.4 BBO算法改進(jìn)動(dòng)機(jī)分析 35
2.2.5 BBO算法相關(guān)研究綜述 36
2.3 本章小結(jié) 37
參考文獻(xiàn) 38
第3章 生物地理學(xué)優(yōu)化算法代表性改進(jìn)研究簡(jiǎn)介 41
3.1 BBO算法遷移模型的改進(jìn) 41
3.2 BBO算法種群初始化的改進(jìn) 45
3.3 BBO算法遷移算子的改進(jìn) 46
3.4 BBO算法變異算子的改進(jìn) 47
3.5 BBO算法清除算子的改進(jìn) 48
3.6 BBO算法選擇策略的改進(jìn) 49
3.7 BBO算法的混合改進(jìn) 50
3.8 本章小結(jié) 51
參考文獻(xiàn) 51
第4章 差分遷移和趨優(yōu)變異的BBO算法 53
4.1 引言 53
4.2 DGBBO算法 53
4.2.1 榜樣選擇方案 53
4.2.2 差分遷移算子 54
4.2.3 趨優(yōu)變異算子 56
4.2.4 貪婪選擇法替換精英保留機(jī)制 58
4.2.5 改進(jìn)的遷移概率計(jì)算方式 59
4.2.6 DGBBO算法總流程 59
4.2.7 DGBBO算法與BBO算法的異同點(diǎn) 60
4.3 實(shí)驗(yàn)與分析 60
4.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 60
4.3.2 DGBBO算法與其不完整變體算法的對(duì)比 61
4.3.3 DGBBO算法與同類(lèi)算法的對(duì)比 64
4.3.4 DGBBO算法與其他類(lèi)算法的對(duì)比 66
4.3.5 DGBBO算法的t檢驗(yàn) 68
4.3.6 DGBBO算法的計(jì)算復(fù)雜度討論 70
4.3.7 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 71
4.4 本章小結(jié) 71
參考文獻(xiàn) 71
第5章 差分變異和交叉遷移的BBO算法 73
5.1 引言 73
5.2 DCBBO算法 73
5.2.1 差分變異算子 73
5.2.2 交叉遷移算子 74
5.2.3 啟發(fā)式交叉操作 75
5.2.4 DCBBO算法總流程 77
5.2.5 DCBBO算法與BBO算法的異同點(diǎn) 77
5.3 實(shí)驗(yàn)與分析 78
5.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 78
5.3.2 DCBBO算法與同類(lèi)算法的對(duì)比 78
5.3.3 DCBBO算法與其他類(lèi)算法的對(duì)比 82
5.3.4 DCBBO算法的Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn) 85
5.3.5 DCBBO算法的計(jì)算復(fù)雜度討論 86
5.3.6 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 86
5.4 本章小結(jié) 86
參考文獻(xiàn) 87
第6章 混合交叉的BBO算法 88
6.1 引言 88
6.2 HCBBO算法 88
6.2.1 垂直交叉操作 88
6.2.2 水平交叉操作 88
6.2.3 自適應(yīng)啟發(fā)式交叉操作 89
6.2.4 混合交叉遷移算子 90
6.2.5 HCBBO算法總流程 91
6.2.6 HCBBO算法與BBO算法的異同點(diǎn) 91
6.3 實(shí)驗(yàn)與分析 92
6.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 92
6.3.2 HCBBO算法與同類(lèi)算法的對(duì)比 93
6.3.3 HCBBO算法與其他類(lèi)算法的對(duì)比 97
6.3.4 HCBBO算法的Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn) 98
6.3.5 HCBBO算法的計(jì)算復(fù)雜度討論 99
6.3.6 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 99
6.4 本章小結(jié) 99
參考文獻(xiàn) 100
第7章 高效融合的BBO算法 101
7.1 引言 101
7.2 EMBBO算法 101
7.2.1 共享操作 101
7.2.2 差分?jǐn)_動(dòng)操作 103
7.2.3 共享差分遷移算子 103
7.2.4 單維與全維交叉更新策略 104
7.2.5 反向?qū)W習(xí)機(jī)制 106
7.2.6 EMBBO算法總流程 107
7.2.7 EMBBO算法與BBO算法的異同點(diǎn) 108
7.3 實(shí)驗(yàn)與分析 108
7.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 108
7.3.2 EMBBO算法主要參數(shù)討論 109
7.3.3 EMBBO算法與其不完整變體算法的對(duì)比 110
7.3.4 EMBBO算法與同類(lèi)算法的對(duì)比 111
7.3.5 EMBBO算法與其他類(lèi)算法的對(duì)比 112
7.3.6 EMBBO算法在CEC2017測(cè)試集上的對(duì)比 115
7.3.7 EMBBO算法的t檢驗(yàn) 116
7.3.8 EMBBO算法的計(jì)算復(fù)雜度討論 117
7.3.9 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 118
7.4 本章小結(jié) 118
參考文獻(xiàn) 118
第8章 混合灰狼優(yōu)化的BBO算法 120
8.1 引言 120
8.2 HBBOG算法 120
8.2.1 改進(jìn)的BBO算法 120
8.2.2 反向GWO算法 123
8.2.3 HBBOG算法總流程 123
8.2.4 HBBOG算法與BBO算法的異同點(diǎn) 125
8.3 實(shí)驗(yàn)與分析 126
8.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 126
8.3.2 HBBOG相關(guān)算法之間的對(duì)比 127
8.3.3 HBBOG算法與同類(lèi)算法的對(duì)比 129
8.3.4 HBBOG算法與其他類(lèi)算法的對(duì)比 131
8.3.5 HBBOG算法在CEC2013和CEC2014測(cè)試集上的對(duì)比 132
8.3.6 HBBOG算法的Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn) 136
8.3.7 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 138
8.4 本章小結(jié) 138
參考文獻(xiàn) 138
第9章 混合蛙跳優(yōu)化的BBO算法 140
9.1 引言 140
9.2 HBBOS算法 140
9.2.1 改進(jìn)的SFLA更新方法 140
9.2.2 改進(jìn)的遷移算子更新方法 141
9.2.3 HBBOS算法總流程 145
9.2.4 HBBOS算法與BBO算法的異同點(diǎn) 146
9.3 實(shí)驗(yàn)與分析 146
9.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 146
9.3.2 HBBOS算法與同類(lèi)算法的對(duì)比 147
9.3.3 HBBOS算法與其他類(lèi)算法的對(duì)比 148
9.3.4 HBBOS算法在CEC2014測(cè)試集上的對(duì)比 149
9.3.5 HBBOS算法的t檢驗(yàn)和Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn) 152
9.3.6 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 154
9.4 本章小結(jié) 154
參考文獻(xiàn) 154
第10章 圖像分割概述 156
10.1 引言 156
10.2 圖像分割方法 157
10.2.1 圖像分割方法概述 157
10.2.2 閾值分割方法 157
10.2.3 區(qū)域分割方法 158
10.2.4 邊緣分割方法 159
10.2.5 基于特定理論的分割方法 159
10.3 閾值分割準(zhǔn)則 161
10.3.1 閾值分割準(zhǔn)則概述 161
10.3.2 昀大熵法 161
10.3.3 昀小交叉熵法 161
10.3.4 昀大類(lèi)間方差法 162
10.3.5 Tsallis熵法 163
10.4 群智能優(yōu)化算法在圖像閾值分割上的應(yīng)用 166
10.5 本章小結(jié) 167
參考文獻(xiàn) 167
第11章 多源遷移和自適應(yīng)變異的BBO算法的圖像分割 169
11.1 引言 169
11.2 PSBBO算法 169
11.2.1 多源遷移算子 169
11.2.2 動(dòng)態(tài)調(diào)整的變異算子 171
11.2.3 PSBBO算法總流程 172
11.2.4 PSBBO算法與BBO算法的異同點(diǎn) 173
11.2.5 PSBBO算法應(yīng)用于昀大熵多閾值圖像分割 173
11.3 實(shí)驗(yàn)與分析 174
11.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 174
11.3.2 PSBBO算法的多閾值圖像分割對(duì)比 174
11.3.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 177
11.4 本章小結(jié) 178
參考文獻(xiàn) 178
第12章 動(dòng)態(tài)遷移和椒鹽變異的BBO算法的圖像分割 180
12.1 引言 180
12.2 DSBBO算法 180
12.2.1 動(dòng)態(tài)遷移算子 180
12.2.2 椒鹽變異算子 182
12.2.3 DSBBO算法總流程 183
12.2.4 DSBBO算法與BBO算法的異同點(diǎn) 184
12.2.5 DSBBO算法應(yīng)用于昀小交叉熵多閾值圖像分割 184
12.3 實(shí)驗(yàn)與分析 184
12.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 184
12.3.2 DSBBO算法的多閾值圖像分割對(duì)比 185
12.3.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 190
12.4 本章小結(jié) 191
參考文獻(xiàn) 191
第13章 混合遷移的BBO算法的圖像分割 193
13.1 引言 193
13.2 HMBBO算法 193
13.2.1 微擾動(dòng)啟發(fā)式交叉操作 193
13.2.2 混合遷移算子 194
13.2.3 HMBBO算法總流程 195
13.2.4 HMBBO算法與BBO算法的異同點(diǎn) 196
13.2.5 HMBBO算法應(yīng)用于昀大類(lèi)間方差多閾值圖像分割 196
13.3 實(shí)驗(yàn)與分析 197
13.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 197
13.3.2 HMBBO算法的多閾值圖像分割對(duì)比 198
13.3.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 202
13.4 本章小結(jié) 202
參考文獻(xiàn) 203
第14章 混合細(xì)菌覓食優(yōu)化的BBO算法的圖像分割 204
14.1 引言 204
14.2 HBBOB算法 204
14.2.1 擾動(dòng)遷移算子 204
14.2.2 “1步長(zhǎng)”趨化算子 206
14.2.3 HBBOB算法總流程 208
14.2.4 HBBOB算法與BBO算法的異同點(diǎn) 208
14.2.5 HBBOB算法應(yīng)用于Kapur熵多閾值彩色圖像分割 209
14.3 實(shí)驗(yàn)與分析 210
14.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 210
14.3.2 HBBOB算法的多閾值圖像分割對(duì)比 212
14.3.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 221
14.4 本章小結(jié) 221
參考文獻(xiàn) 222
第15章 總結(jié)與展望 223
附錄 基準(zhǔn)函數(shù) 225