遗传算法图像处理
Ⅰ 请问有没有跟遗传算法和图像拟合相关的参考书目推荐
当涉及到遗传算法和图像拟合时,以下书目可能会对您有所帮助:
《遗传算法与机伏正缓器学习应用》("Genetic Algorithms and Machine Learning for Programmers"),作者Frances Buontempo,出版社Packt Publishing,出版日期2018年。该书提供了遗传算法和机器学习的介绍,清局以及如何使用遗传算法解决图像处理和计算机视觉问题的实际示例。
2. 《遗传算法和图像处理的应用》("Applications of Genetic Algorithms in Image Processing"),作者Sankar K. Pal和Pabitra Mitra,出版社Chapman & Hall,出版日期1995年。该书提供了遗传算法的介绍,并重点介绍了如何使用遗传算法解决图像处理和计算机视觉问题。
3. 《遗传算法在图像处理中的应用》("Genetic Algorithms in Image Processing and Vision"),作者Maria Petrou和Panagiota Bosdogianni,出版社Wiley,出版日期1999年。该书详细介绍了遗传算法及其应缺模用于图像处理和计算机视觉中的算法和方法。
4. 《用遗传算法进行图像处理和计算机视觉》("Image Processing and Computer Vision Using Genetic Algorithms"),作者Sulaiman Al-Zuhair,出版社LAP Lambert Academic Publishing,出版日期2012年。该书介绍了使用遗传算法解决图像处理和计算机视觉问题的基本知识和技能。
希望这些书目能够对您有所帮助!
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Ⅱ 机器视觉系统中图像分割技术传统方法概论1
姓名:寇世文
学号:21011110234
学院:通信工程学院
【嵌牛导读】:随着人工智能技术的不断发展,智能机器人领域也得到了空前的发展。尤其是深度神经网络广泛应用于视觉系统中后,取得了许多很明显的成效。对于自主移动机器人来说,视觉系统有着十分重要的作用,而图像分割技术更是在这个系统中担任着十分重要的角色。传统的图像分割技术基本上已经能够将图像的前景和后景分隔开来,但是近年来随着深度学习算法的发展,人们开始将其应用到图像分割中,提出了很多分割网络,也达到了很好的分割效春帆果。在实现图像分割的基础上,人们还使得分割具有了语义类别和标签,就是现在的语义分割。本文在介绍了语义分割的基础上又引出了新的任务分割场景,实例分割和全景分割。并且介绍了最近研究的热点三维点云的语义分割问题,阐述了其实现的必要性。
【嵌牛鼻子】智能机器人,图像分割、语义分割、计算机视觉
【嵌牛提问】图像分割技术的传统常见方法
【嵌牛正文】
一、引言
计算机视觉,即computer vision,就是通过计算机来模拟人的视觉工作原理,来获取和完成一系列图像信息处理的机器。计算机视觉属于机器学习在视觉领域的应用,是一个多学科交叉的研究领域,其涉及数学、物理、生物、计算机工程等多个学科。
计算机视觉的主要应用有无人驾驶、人脸识别、无人安防、车辆车牌识别、智能传图、3D重构、VR/AR、智能拍照、医学图像处理、无人机、工业检测等。人驾驶又称自动驾驶,是目前人工智能领域一个比较重要的研究方向,让汽车可以进行自主驾驶,或者辅助驾驶员驾驶,提升驾驶操作的安全性。人脸识别技术目前已经研究得相对比较成熟,并在很多地方得到了应用,且人脸识别准确率目前已经高于人眼的识别准确率。安防一直是我国比较重视的问题,也是人们特别重视的问题,在很多重要地点都安排有巡警巡查,在居民小区以及公司一般也都有保安巡查来确保安全。车辆车牌识别目前已经是一种非诚成熟的技术了,高速路上的违章检测,车流分析,安全带识别,智能红绿灯,还有停车场的车辆身份识别等都用到了车辆车牌识别。3D重构之前在工业领域应用比较多,可以用于对三维物体进行建模,方便测量出物体的各种参数,或者对物体进行简单复制。计算机视觉还有很多应用,随着技术的发展,应用领域也会越来越多。在工业领域的应用,在机器人技术方面的应用等。
对于传统的图像分割过程,通常可以分为5个步骤,即特征感知、图像预处理、特征提取、特征筛选和推理预测与识别。通过研究发现,在视觉的早期的发展过程中,人们对于图像中的特征并没有表现出足够的关注。且传统的分割过程是把特征提取和分类分开来做的,等到需要输出结果的时候再结合到一起,可想而知其实现的困难程度。
在深度学习算山森磨法出来之后,卷积神经网络被广泛应用于计算机视觉技术中,也因此衍生出了很多的研究方向。深度学习主要是以特征为基础来进行比对,如在人脸识别方面,使用卷积神经网络分别对两张人脸进行不同位置的特征提取,然后再进行相互比对,最后得到比对结果。目前的计算机视觉的主要研究方向有图像分类、目标检测、图像分割、目标跟踪、图像滤波与降噪、图像增强、风格化、三维重建、图像检索、GAN等。本文主要是针对图像分割这一领域,进行简要的概述。
图像分割技术是计算机视觉领域的个重要的研究方向,是图像语义理解的重要一环。图像分割是指将图像分成若干具有相似性质的区域的过程,从数学角度来看,图像分割是将图像划分成互不相交的区域的过程。近些年来随着深度学习技术的逐步深入,图像分割技术有了突飞猛进的发展,该技术相关的场景物体分割逗斗、人体前背景分割、人脸人体Parsing、三维重建等技术已经在无人驾驶、增强现实、安防监控等行业都得到广泛的应用。
二、发展现状
近来已经有很多学者将图像分割技术应用到移动机器人的控制中,能够做到在机器人运动的同时定位、构建地图并分割出不同的前景和后景,使视觉系统扫描到的图像具有语义信息。并有学者也致力于分割得更为准确和精细,不仅能够做到区分不同类的物体,也能够实现对同类的不同物体的分类,甚至可以做到在此基础上加上对背景的分割。由于我们生活的世界是三维空间,还有学者将图像场景还原到三维中,然后使用相关方法对整个三维场景进行分割。作为计算机视觉的研究中的一个较为经典的难题,图像分割这一领域也越来越被人们所关注。
首先是传统的图像分割方法。在传统分割方面,人们使用数字图像处理、拓扑学、数学等方面的知识来进行图像分割。虽然现在的算力逐渐增加且深度学习不断发展,一些传统的分割方法所取得的效果不如深度学习,但是其分割的思想仍有很多值得我们去学习的。
第一种方法是基于阈值的图像分割方法。这种方法的核心思想是想根据图像的灰度特征来给出一个或多个灰度阈值,将此阈值作为一个标准值与图像中的每个像素逐一进行比较。很容易想到,通过这个逐一比较过程能够得到两类结果,一类是灰度值大于阈值的像素点集,另一类是灰度值小于阈值的像素点集,从而很自然地将图像进行了分割。所以,不难发现,此方法的最关键的一步就是按照一定的准则函数来得到最佳灰度阈值,这样才能够得到合适的分类结果。值得一提的是,如果图像中需要分割的目标和背景分别占据了不同的灰度值甚至是不同的等级,那使用这种方法会得到很好的效果。并且,假如对于一张图像的处理,我们只需要设定一个阈值时,可以将其称为单阈值分割。但是图像中如果不止一个目标,即有多个目标需要进行提取的时候,单一阈值分割就无法做到将它们都分割开来,此时应选取多个阈值对其进行处理,这个分割的过程为多阈值分割。总的来说,阈值分割法有着其独特的特点,其计算简单、效率较高。但是,由于这种方法只考虑的是单个像素的灰度值及其特征,而完全忽略了空间特征,这也就导致了其对噪声比较敏感且鲁棒性不高。
第二种方法是基于区域的图像分割方法。这种方法具有两种基本形式:一种是区域生长,这种分割方法是从单个像素出发,逐渐将相似的区域进行合并,最终得到需要的区域。另一种方法是直接从图像的全局出发,一点一点逐步切割至所需要的区域。区域生长指的是,给定一组种子像素,其分别代表了不同的生长区域,然后让这些种子像素逐渐合并邻域里符合条件的像素点。如果有新的像素点添加进来,同样把它们作为种子像素来处理。
区域分裂合并的分割过程可以说是区域生长的逆过程,这种方法是从图像的全局出发通过不断分裂得到各个子区域,然后提取目标的过程。此外,在此过程中,还需要合并前景区域。
在区域分割方法中还有一种分水岭算法。受启发于分水岭的构成,这种分割方法将图像看作是测地学上的拓扑地貌,这样图像中每一个像素点对应的海拔高度可以用该点的灰度值来表示。分水岭的形成过程实际上可以通过模拟浸入过程来实现。具体做法是,在每个局部极小值的表面都刺穿一个小孔,然后把模型慢慢浸入水中,随着水慢慢浸入其中,分水岭就随之形成了。
第三种方法是基于边缘检测的分割方法。边缘检测的思想就是试图通过检测不同物体的边缘来将图像分割开来,这种方法是人们最先想到的也是研究最多的方法之一。如果我们将图片从空间域变换到频率域中去,其中物体的边缘部分就对应着高频部分,很容易就能够找到边缘信息,因此也使得分割问题变得容易。边缘检测的方法能够实现快而且准确的定位,但是其不能保证边缘的连续性和封闭性,且当一幅图像的细节信息过多时,其就会在边缘处产生大量的细碎边缘,在形成完整的分割区域时就会有缺陷。
第四种图像分割方法结合了特定的工具。这里所说的特定工具是各种图像处理工具以及算法等,随着图像分割研究工作的深入,很多学者开始将一些图像处理的工具和一些算法应用到此工作中,并取得了不错的结果。小波变换在数字图像处理中发挥着很重要的作用,它能够将时域和频域统一起来研究信号。尤其是在图像边缘检测方面,小波变换能够检测二元函数的局部突变能力。其次是基于遗传算法的图像分割,遗传算法主要借鉴了生物界自然选择和自然遗传机制的随机化搜索方法。其模拟了由基因序列控制的生物群体的进化过程,其擅长于全局搜索,但是局部搜多能力不足。将遗传算法应用到图像处理中也是当前研究的一个热点问题,在此选择这种方法的主要原因是遗传算法具有快速的随机搜索能力,而且其搜索能力与问题的领域没有任何关系。
除此之外,还有基于主动轮廓模型的分割方法,这种方法具有统一的开放式的描述形式,为图像分割技术的研究和创新提供了理想的框架。此方法也是对边缘信息进行检测的一种方法,主要是在给定图像中利用曲线演化来检测目标。
Ⅲ 遗传算法可以解决什么问题
遗传算法的应用比较广泛,可用于解决数值优化、组合优化、机器学习、智能控制、人工生命、图像处理、模式识别等领域的问题。比较具体多是:函数最值问题、旅行商问题、背包问题、车辆路径问题、生产排程问题、选址问题等。
Ⅳ 有无跟遗传算法和图像处理相关的参考书目推荐,最好有pdf版的
以下是一些有关遗传算法和图像处理的参考书目推荐,其中一些可能有 PDF 版本可用:
《遗传算法基础及应用》(Genetic Algorithm: Basic Theory and Applications)(英)戴维·戈德伯格着,唐飞等译,斗宽机械工业出版社,2003 年。这本书深入浅出地介绍了遗传算法的原理和实现,以及它们在各种应用中的使用。
《遗传算法+图像处理》(Genetic Algorithm + Image Processing)(英)马克·舍纳斯着,刘扬等译,电子工业出版社,2014 年。这本书结合了遗传算法和图像处理的应用,介绍了如何使用遗传算法来解决图像处理中的问题。
《基于遗传算法的图像处理优化设计研究》(王庆龙,2009)这是一本博士论文,介绍了如何使用遗传算法来进行图像处理的优化衡销戚设计。该论文详细介绍了遗传算法的咐陵原理和实现,并提供了大量实验结果和数据分析。
《图像处理基础及其应用》(Digital Image Processing)(英)Gonzalez, Rafael C. and Woods, Richard E.着,唐学智等译,电子工业出版社,2010 年。这是一本经典的图像处理教材,包括图像处理的基础知识和常见技术,如滤波、变换和分割等。
《图像处理的数学原理》(Mathematical Principles for Optical Imaging and Reconstruction)(英)James R. Fienup着,北京航空航天大学出版社,2014 年。这本书介绍了图像处理中的数学原理,包括线性代数、波动光学和最小二乘等。
《数字图像处理(第三版)》(Digital Image Processing (3rd Edition))(英)Rafael C. Gonzalez and Richard E. Woods着,丁汉译,机械工业出版社,2008 年。这本书是一本经典的数字图像处理教材,讲述了数字图像处理的基本原理和算法。
希望这些书目能对你有所帮助。
Ⅳ 优化算法笔记(六)遗传算法
遗传算法(Genetic Algorithms,GA)是一种粗衡模拟自然中生物的遗传、进化以适应环境的智能算法。由于其算法流程简单,参数较少优化速度较快,效果较好,在图像处理、函数优化、信号处理、模式识别等领域有着广泛的应用。
在遗传算法(GA)中,每一个待求问题的候选解被抽象成为种群中一个个体的基因。种群中个体基因的好坏由表示个体基因的候选解在待求问题中的所的得值来评判。种群中的个体通过与其他个体交叉产生下一代,每一代中个体均只进行一次交叉。两个进行交叉的个体有一定几率交换一个或者多个对应位的基因来产生新的后代。每个后代都有一定的概率发生变异。发生变异的个体的某一位或某几位基因会变异成其他值。最终将以个体的适应度值为概率选取个体保留至下一代。
遗传算法启发于生物的繁殖与dna的重组,本次的主角选什么呢?还是根据大家熟悉的孟德尔遗传规律选豌豆吧,选动物的话又会有人疑车,还是植物比较好,本次的主角就是它了。
遗传算法包含三个操作(算子):交叉,变异和选择操作。下面我们将详细介绍这三个操作。
大多数生物的遗传信息都储存在DNA,一种双螺旋结构的复杂有机化合物。其含氮碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶。
表格中表示了一个有10个基因的个体,它们每一个基因的值为0或者1。
生物的有性生殖一般伴随着基因的重组。遗传算法中父辈和母辈个体产生子代个体的过程称为交叉。
表中给出了两个豌豆的基因,它们均有10个等位基因(即编号相同的基因)。
遗传算法的交叉过程会在两个个体中随机选择1位或者n位基因进行交叉,即这两个个体交换等位基因。
如,A豌豆和B豌豆在第6位基因上进行交叉,则其结果如下
当两个个体交叉的等位基因相同时,交叉过程也有可能没有产生新慧衡的个体,如交叉A豌豆和B豌豆的第2位基因时,交叉操作并没有产生新的基因。
一般的会给群体设定一个交叉率,crossRate,表示会在群体中选取一定比例的个体进行交叉,交叉率相对较大,一般取值为0.8。
基因的变异是生物进化的一个主要因素。
遗传算法中变异操作相对简单,只需要将一个随机位基因的值修改就行了,因为其值只为0或1,那么当基因为0时,变异操作会将其值设为1,当基因值为1时,变异操作会将其值设为0。
上图表示了A豌豆第3位基因变异后的基因编码。
与交叉率相似,变异操作也有变异率,alterRate,但是变异率会远低于交叉率,否则会产生大量的随机基因。一般变异率为0.05。
选择操作是遗传算法中的一个关键操作,它的主要作用就是根据一定的策略随机选择个体保留至下一代。适应度越优的岩碧做个体被保留至下一代的概率越大。
实现上,我们经常使用“轮盘赌”来随机选择保留下哪个个体。
假设有4个豌豆A、B、C、D,它们的适应度值如下:
适应度值越大越好,则它们组成的轮盘如下图:
但由于轮盘赌选择是一个随机选择过程,A、B、C、D进行轮盘赌选择后产生的下一代也有可能出现A、A、A、A的情况,即虽然有些个体的适应度值不好,但是运气不错,也被选择留到了下一代。
遗产算法的三个主要操作介绍完了,下面我们来看看遗传算法的总体流程:
前面我们说了遗传算法的流程及各个操作,那么对于实际的问题我们应该如何将其编码为基因呢?
对于计算机来所所有的数据都使用二进制数据进行存放,如float类型和double类型的数据。
float类型的数据将保存为32位的二进制数据:1bit(符号位) 8bits(指数位) 23bits(尾数位)
如-1.234567f,表示为二进制位
Double类型的数据将保存为64位的二进制数据:1bit(符号位) 11bits(指数位) 53bits(尾数位)
如-1.234567d,表示为二进制为
可以看出同样的数值不同的精度在计算机中存储的内容也不相同。之前的适应度函数 ,由于有两个double类型的参数,故其进行遗传算法基因编码时,将有128位基因。
虽然基因数较多,但好在每个基因都是0或者1,交叉及变异操作非常简单。
相比二进制编码,十进制编码的基因长度更短,适应度函数 有两个输入参数,那么一个个体就有2个基因,但其交叉、变异操作相对复杂。
交叉操作
方案1:将一个基因作为一个整体,交换两个个体的等位基因。
交换前
交换第1位基因后
方案2:将两个个体的等位基因作为一个整体,使其和不变,但是值随机
交换前
交换第1位基因后
假设A、B豌豆的第一位基因的和为40,即 ,第一位基因的取值范围为0-30,那么A、B豌豆的第一位基因的取值范围为[10,30],即 为[0,30]的随机数, 。
变异操作,将随机的一位基因设置为该基因取值范围内的随机数即可。
这个过程说起来简单但其实现并不容易。
我们要将它们的值映射到一个轴上才能进行随机选择,毕竟我们无法去绘制一个轮盘来模拟这个过程
如图,将ABCD根据其值按顺序排列,取[0,10]内的随机数r,若r在[0,1]内则选择A,在(1,3]内则选择B,在(3,6]内则选择C,在(6,10]则选择D。
当然这仍然会有问题,即当D>>A、B、C时,假如它们的值分布如下
那么显然,选D的概率明显大于其他,根据轮盘赌的选择,下一代极有可能全是D的后代有没有办法均衡一下呢?
首先我想到了一个函数,
不要问我为什么我不知道什么是神经什么网络的,什么softmax、cnn统统没听说过。
这样一来,它们之间的差距没有之前那么大了,只要个体适应度值在均值以上那么它被保留至下一代的概率会相对较大,当然这样缩小了个体之间的差距,对真正优秀的个体来说不太公平,相对应,我们可以在每次选择过程中保留当前的最优个体到下一代,不用参与轮盘赌这个残酷的淘汰过程。
最令人高兴的环节到了,又可以愉快的凑字数了。
由于遗传算法的收敛速度实在是太慢,区区50代,几乎得不到好的结果,so我们把它的最大迭代次数放宽到200代。
使用二进制编码来进行求解
参数如下:
求解过程如上图,可以看出基因收敛的很快,在接近20代时就图中就只剩一个点了,之后的点大概是根据变异操作产生。看一下最后的结果。
可以看出最好的结果已经得到了最优解,但是10次实验的最差值和平均值都差的令人发指。为什么会这样呢?
问题出在二进制编码上,由于double类型的编码有11位指数位和52位小数位,这会导致交叉、变异操作选到指数位和小数位的概率不均衡,在小数位上的修改对结果的影响太小而对指数为的修改对结果的影响太大,
如-1.234567d,表示为二进制为
对指数为第5位进行变异操作后的结果为-2.8744502924382686E-10,而对小数位第5为进行变异操作后的结果为-1.218942。可以看出这两部分对数值结果的影响太不均衡,得出较好的结果时大概率是指数位与解非常相近,否则很难得出好的结果,就像上面的最差值和均值一样。
所以使用上面的二进制编码不是一个好的基因编码方式,因此在下面的实验中,将使用十进制来进行试验。
使用:十进制编码来进行求解
参数如下:
我们可以看到直到40代时,所有的个体才收束到一点,但随后仍不断的新的个体出现。我们发现再后面的新粒子总是在同一水平线或者竖直线上,因为交叉操作直接交换了两个个体的基因,那么他们会相互交换x坐标或者y坐标,导致新个体看起来像在一条直线上。
我们来看看这次的结果。
这次最优值没有得到最优解,但是最差值没有二进制那么差,虽然也不容乐观。使用交换基因的方式来进行交叉操作的搜索能力不足,加之轮盘赌的选择会有很大概率选择最优个体,个体总出现在矩形的边上。
下面我们先改变轮盘赌的选择策略,使用上面的sigmod函数方案,并且保留最优个体至下一代。
使用:十进制编码来进行求解
参数如下:
看图好像跟之前的没什么区别,让我们们看看最终的结果:
可以看出,最优值没有什么变化,但是最差值和平均值有了较大的提升,说明该轮盘赌方案使算法的鲁棒性有了较大的提升。在每次保留最优个体的情况下,对于其他的个体的选择概率相对平均,sigmod函数使得即使适应度函数值相差不太大的个体被选到的概率相近,增加了基因的多样性。
使用:十进制编码来进行求解,改变交叉方案,保持两个个体等位基因和不变的情况下随机赋值。
参数如下:
上图可以看出该方案与之前有明显的不同,在整个过程中,个体始终遍布整个搜索空间,虽然新产生的个体大多还是集中在一个十字架型的位置上,但其他位置的个体比之前的方案要多。
看看结果,
这次的结果明显好于之前的所有方案,但仍可以看出,十进制的遗传算法的精度不高,只能找到最优解的附近,也有可能是算法的收敛速度实在太慢,还没有收敛到最优解。
遗传算法的探究到此也告一段落,在研究遗传算法时总有一种力不从心的感觉,问题可能在于遗传算法只提出了一个大致的核心思想,其他的实现细节都需要自己去思考,而每个人的思维都不一样,一万个人能写出一万种遗传算法,其实不仅是遗传算法,后面的很多算法都是如此。
为什么没有对遗传算法的参数进行调优,因为遗传算法的参数过于简单,对结果的影响的可解释性较强,意义明显,实验的意义不大。
遗传算法由于是模仿了生物的进化过程,因此我感觉它的求解速度非常的慢,而且进化出来的结果不一定是最适应环境的,就像人的阑尾、视网膜结构等,虽然不是最佳的选择但是也被保留到了今天。生物的进化的随机性较大,要不是恐龙的灭绝,也不会有人类的统治,要不是人类有两只手,每只手有5根手指,也不会产生10进制。
以下指标纯属个人yy,仅供参考
目录
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优化算法matlab实现(六)遗传算法matlab实现
Ⅵ 遗传算法的优缺点
优点:
1、遗传算法是以决策变量的编码作为运算对象,可以直接对集合、序列、矩阵、树、图等结构对象进行操作。这样的方式一方面有助于模拟生物的基因、染色体和遗传进化的过程,方便遗传操作算子的运用。
另一方面也使得遗传算法具有广泛的应用领域,如函数优化、生产调度、自动控制、图像处理、机器学习、数据挖掘等领域。
2、遗传算法直接以目标函数值作为搜索信息。它仅仅使用适应度函数值来度量个体的优良程度,不涉及目标函数值求导求微分的过程。因为在现实中很多目标函数是很难求导的,甚至是不存在导数的,所以这一点也使得遗传算法显示出高度的优越性。
3、遗传算法具有群体搜索的特性。它的搜索过程是从一个具有多个个体的初始群体P(0)开始的,一方面可以有效地避免搜索一些不必搜索的点。
另一方面由于传统的单点搜索方法在对多峰分布的搜索空间进行搜索时很容易陷入局部某个单峰的极值点,而遗传算法的群体搜索特性却可以避免这样的问题,因而可以体现出遗传算法的并行化和较好的全局搜索性。
4、遗传算法基于概率规则,而不是确定性规则。这使得搜索更为灵活,参数对其搜索效果的影响也尽可能的小。
5、遗传算法具有可扩展性,易于与其他技术混合使用。以上几点便是遗传算法作为优化算法所具备的优点。
缺点:
1、遗传算法在进行编码时容易出现不规范不准确的问题。
2、由于单一的遗传算法编码不能全面将优化问题的约束表示出来,因此需要考虑对不可行解采用阈值,进而增加了工作量和求解时间。
3、遗传算法效率通常低于其他传统的优化方法。
4、遗传算法容易出现过早收敛的问题。
(6)遗传算法图像处理扩展阅读
遗传算法的机理相对复杂,在Matlab中已经由封装好的工具箱命令,通过调用就能够十分方便的使用遗传算法。
函数ga:[x, fval,reason]= ga(@fitnessfun, nvars, options)x是最优解,fval是最优值,@fitnessness是目标函数,nvars是自变量个数,options是其他属性设置。系统默认求最小值,所以在求最大值时应在写函数文档时加负号。
为了设置options,需要用到下面这个函数:options=gaoptimset('PropertyName1', 'PropertyValue1', 'PropertyName2', 'PropertyValue2','PropertyName3', 'PropertyValue3', ...)通过这个函数就能够实现对部分遗传算法的参数的设置。
Ⅶ 最早将遗传算法应用于图像匹配的论文
遗传算法应用于图像匹配的最早论文是由美国科学家戴维·戈谈咐谈德伯格(David Goldberg)在1988年发表的论文《基于遗传算法的图像匹配》("Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning")中,提出了一种利用遗传算法进行图像匹配的方法。该方法主要是利用遗传算法对图像特征进行编码,并通过遗传算法的交叉、变异等操作,对不同的图像特征进行优化,从而实现图像匹配的目的。
这篇论文的发表标志着遗传算法在图像处理领域中的首次应用,为后来的相关简桐研究奠定了基础。同时,该论文也表明了遗传算法在解决复杂优化问题中的潜力和优越性,成为了现代遗传算含碰法应用领域的开山之作。
Ⅷ 遗传算法具体应用
1、函数优化
函数优化是遗传算法的经典应用领域,也是遗传算法进行性能评价的常用算例,许多人构造出了各种各样复杂形式的测试函数:连续函数和离散函数、凸函数和凹函数、低维函数和高维函数、单峰函数和多峰函数等。
2、组合优化
随着问题规模的增大,组合优化问题的搜索空间也急剧增大,有时在目前的计算上用枚举法很难求出最优解。对这类复杂的问题,人们已经意识到应把主要精力放在寻求满意解上,而遗传算法是寻求这种满意解的最佳工具之一。
此外,GA也在生产调度问题、自动控制、机器人学、图象处理、人工生命、遗传编码和机器学习等方面获得了广泛的运用。
3、车间调度
车间调度问题是一个典型的NP-Hard问题,遗传算法作为一种经典的智能算法广泛用于车间调度中,很多学者都致力于用遗传算法解决车间调度问题,现今也取得了十分丰硕的成果。
从最初的传统车间调度(JSP)问题到柔性作业车间调度问题(FJSP),遗传算法都有优异的表现,在很多算例中都得到了最优或近优解。
(8)遗传算法图像处理扩展阅读:
遗传算法的缺点
1、编码不规范及编码存在表示的不准确性。
2、单一的遗传算法编码不能全面地将优化问题的约束表示出来。考虑约束的一个方法就是对不可行解采用阈值,这样,计算的时间必然增加。
3、遗传算法通常的效率比其他传统的优化方法低。
4、遗传算法容易过早收敛。
5、遗传算法对算法的精度、可行度、计算复杂性等方面,还没有有效的定量分析方法。
Ⅸ 遗传算法的核心是什么!
遗传操作的交叉算子。
在自然界生物进化过程中起核心作用的是生物遗传基因的重组(加上变异)。同样,遗传算法中起核心作用的是遗传操作的交叉算子。所谓交叉是指把两个父代个体的部分结构加以替换重组而生成新个体的操作。通过交叉,遗传算法的搜索能力得以飞跃提高。
交叉算子根据交叉率将种群中的两个个体随机地交换某些基因,能够产生新的基因组合,期望将有益基因组合在一起。
(9)遗传算法图像处理扩展阅读
评估编码策略常采用以下3个规范:
a)完备性(completeness):问题空间中的所有点(候选解)都能作为GA空间中的点(染色体)表现。
b)健全性(soundness): GA空间中的染色体能对应所有问题空间中的候选解。
c)非冗余性(nonrendancy):染色体和候选解一一对应。
目前的几种常用的编码技术有二进制编码,浮点数编码,字符编码,变成编码等。
而二进制编码是目前遗传算法中最常用的编码方法。即是由二进制字符集{0,1}产生通常的0,1字符串来表示问题空间的候选解。