基于遺傳算法的圖像恢復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、圖像是人類獲取信息的重要內(nèi)容，大量而清晰的圖像對(duì)人們的日常生活、科學(xué)研究都有著十分重要的作用。但圖像在形成、傳輸和記錄的過程中都會(huì)受到諸多因素的影響，所以人類通過各種方式獲得的圖像一般都不可能是一個(gè)物體完整的描述，實(shí)際上只是一幅降質(zhì)的圖像記錄。因此，研究和發(fā)展有效的圖像恢復(fù)技術(shù)來改善退化的圖像就顯得尤為重要。 在數(shù)字圖像信息處理中，由于圖像信息本身的復(fù)雜性和較強(qiáng)的相關(guān)性，在處理過程中的各個(gè)不同層次可能出現(xiàn)不完整性和不精確性、非結(jié)

2、構(gòu)化、以及建模困難等問題，將計(jì)算智能信息處理的方法應(yīng)用于圖像的處理，在一些場合具有比傳統(tǒng)計(jì)算方法(使用精確、固定和不變的算法來表達(dá)和解決問題)有更好的效果。 遺傳算法(Genetic algorithm)作為一種智能優(yōu)化算法，是借鑒生物界選擇和遺傳機(jī)制的隨機(jī)化搜索算法，其主要特點(diǎn)是在搜索空間中同時(shí)在很多點(diǎn)進(jìn)行求解，利用隨機(jī)規(guī)則來引導(dǎo)搜索，且搜索不依賴于梯度信息，它尤其適用于處理傳統(tǒng)搜索方法難于解決的復(fù)雜和非線性問題。遺傳算法的優(yōu)

3、勢是利用所允許的不精確性、不確定性，特別是由于它不受搜索空間的限制性假設(shè)的約束，魯棒性及固有的并行性等特點(diǎn)，因此是很有發(fā)展?jié)摿Φ膱D像智能信息處理方法。 本文，主要研究了基于遺傳算法的圖像恢復(fù)技術(shù)。首先對(duì)遺傳算法和圖像恢復(fù)的相關(guān)理論基礎(chǔ)作了詳細(xì)的介紹和總結(jié)，包括其背景、基本算法結(jié)構(gòu)、基本原理特點(diǎn)、分類及其發(fā)展現(xiàn)狀和作用等。然后在深入研究了簡單遺傳算法和逆濾波、維納濾波等幾種經(jīng)典圖像恢復(fù)算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)簡單遺傳算法易造成“過早收斂

4、”問題，結(jié)合圖像信息相關(guān)性較強(qiáng)的特點(diǎn)，本文從改進(jìn)遺傳操作結(jié)構(gòu)及收斂速度控制入手，提出了一種改進(jìn)的遺傳算法。該改進(jìn)遺傳算法的主要特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)了一種新的二維染色體編碼方案；改進(jìn)了交叉、選擇算子；將簡單遺傳算法與模擬退火算法相結(jié)合。通過對(duì)多幅圖像進(jìn)行了圖像恢復(fù)仿真實(shí)驗(yàn)，并與經(jīng)典圖像恢復(fù)算法、簡單遺傳算法進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能較好克服“過早收斂”，降低計(jì)算復(fù)雜度，特別是在全局尋優(yōu)中表現(xiàn)出較強(qiáng)的魯棒性，在一定程度上改善退化圖像恢復(fù)質(zhì)量。