1.一种基于适应性差分演化的图像边缘检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,用户输入训练图像OIM,并输入训练图像OIM的参考边缘图像RIM;
步骤2,用户输入测试图像TIM;
步骤3,用户输入种群大小NP,最大迭代次数GMAX;
步骤4,设置缩放因子F=0.5;
步骤5,设置变异调节因子CAki=0.9,然后设置后备杂交概率BCRki=0.9,其中下标ki=
1,2,...,NP;
步骤6,设置当前代数G=0;
步骤7,随机产生NP个个体,组成种群EP={X1,X2,...,Xki,...,XNP},其中Xki={Xki,1,Xki,2,...,Xki,pj,...,Xki,HD}是种群中的第ki个个体,并且下标ki=1,2,...,NP;种群中每个个体都存储了HD个卷积核系数;其中,Xki,pj表示种群中第ki个个体中存储的第pj个卷积核系数;下标pj=1,2,...,HD;
步骤8,计算种群中每个个体的适应值,具体过程为:对于种群中第ki个个体Xki,首先取出存储在个体Xki中的HD个卷积核系数;再利用得到的HD个卷积核系数对训练图像OIM进行卷积运算得到图像EIM;然后计算图像EIM与参考边缘图像RIM之间的相似度XFitki,并设置个体Xki的适应值为XFitki;其中下标ki=1,2,...,NP;
步骤9,将种群中适应值最大的个体记为最优个体Xbest;
步骤10,随机生成一个[0,1]之间的实数trk;如果trk大于0.9,则设置前置杂交概率RZki=BCRki,否则按公式(1)计算前置杂交概率RZki:RZki=nmrand(0.5,0.1)×(1.0‑rb)+BCRki×rb (1)其中,nmrand表示生成服从高斯分布的随机数函数;rb为[0,0.2]之间的一个随机实数;
步骤11,根据公式(2)进行变异操作生成变异个体Vki:
其中,tpc是[0,1]之间的一个随机实数;Vki,pj是变异个体Vki中存储的第pj个卷积核系数;Xbestpj是最优个体Xbest中存储的第pj个卷积核系数;Xr1和Xr2是从种群中随机挑选的两个不相同的个体,并且要求Xr1和Xr2都不等于个体Xki;Xr1,pj表示个体Xr1中存储的第pj个卷积核系数;Xr2,pj表示个体Xr2中存储的第pj个卷积核系数;
步骤12,根据公式(3)执行杂交操作生成杂交个体Uki:
其中,tzr是[0,1]之间的一个随机实数;jrand是[1,HD]之间的一个随机整数;Uki,pj表示杂交个体Uki中存储的第pj个卷积核系数;
步骤13,计算杂交个体Uki的适应值;
步骤14,将杂交个体Uki与种群中的个体Xki进行竞争,如果杂交个体Uki的适应值大于或者等于种群中个体Xki的适应值,则用杂交个体Uki替换种群中的个体Xki,否则保持种群中的个体Xki不变;
步骤15,如果杂交个体Uki的适应值大于或者等于种群中个体Xki的适应值,则设置后备杂交概率BCRki=RZki,否则维持后备杂交概率BCRki不变;
步骤16,如果杂交个体Uki优于最优个体Xbest,则用杂交个体Uki替换最优个体Xbest,否则保持最优个体Xbest不变;
步骤17,根据公式(4)计算振幅因子df:
步骤18,确定振动中心dc的值,具体过程为:如果df的值大于或等于0.7,则设置dc的值等于0.7;否则判断df的值是否小于或等于0.3,如果是则设置dc的值等于0.3,否则设置dc的值等于df的值;
步骤19,根据公式(5)更新变异调节因子CAki:
其中,cos表示余弦函数;exp表示自然常数e为底的指数函数;wt是振动频率;π是圆周率;dKBki表示个体Xki与最优个体Xbest之间的欧氏距离;权重因子ra为[0,0.2]之间的随机实数;
步骤20,设置当前代数G=G+1;
步骤21,如果当前代数G小于最大迭代次数GMAX,则转到步骤10,否则转到步骤22;
步骤22,从最优个体Xbest中取出HD个卷积核系数,利用得到的HD个卷积核系数对测试图像TIM进行卷积运算,即得到测试图像TIM的边缘检测结果。