第10卷第1期 智能系统学报 Vol.10 No.1 2015年2月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Feb.2015 D0I:10.3969/j.issn.1673-4785.201410008 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/doi/10.3969/j.issn.1673-4785.201410008.html 回溯搜索优化算法辅助的多阈值图像分割 尹雨山，王李进2，尹义龙3，王冰清，赵文婷，徐云龙 (1.山东大学计算机科学与技术学院，山东济南250101；2.福建农林大学计算机与信息学院，福建福州350002： 3.山东财经大学计算机科学与技术学院，山东济南250014)》 摘要：阈值法是一种简单且有效的图像分割技术。然而阈值求解的计算量随阈值的增加而呈指数级别增长，这给 多阈值图像分割带来巨大挑战。为了克服计算量过大问题，视多阈值分割模型为优化问题，分别将Osu法和Kapur 法作为目标函数，采用回溯搜索优化算法求解目标函数，实现多阈值图像分割。将提出的多阈值分割算法应用于自 然图像分割，并与其他算法比较，实验结果说明基于回溯搜索优化算法的多阈值图像分割技术是可行的，而且具有 较好的分割效果。 关键词：阈值法：回溯搜索优化算法：图像分割：Otsu:Kapur:PSNR 中图分类号：TP183文献标志码：A文章编号：1673-4785(2015)01-0068-07 中文引用格式：尹雨山，王李进，尹义龙，等.回湖搜索优化算法辅助的多阑值图像分割[J].智能系统学报，2014,10(1)：68-74. 英文引用格式：YIN Yushan,WANG Lijin,YIN Yilong,etal.Backtracking search optimization algorithm assisted multilevel threshold for image segmentation[J].CAAI Transactions on Intelligent Systems,2014,10(1):68-74. Backtracking search optimization algorithm assisted multilevel threshold for image segmentation YIN Yushan',WANG Lijin'.2,YIN Yilong'.3,WANG Binging',ZHAO Wenting',XU Yunlong (1.School of Computer Science and Technology,Shandong University,Jinan 250101,China;2.College of Computer and Information Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350001,China;3.School of Computer Science and Technology,Shan- dong University of Finance and Economics,Jinan 250014,China) Abstract:The threshold method is a simple and effective image segmentation technique.However,the amount of calculation for solving threshold appears to be exponential amplification with the increase of threshold.This results in a huge challenge for multi-threshold image segmentation.This paper utilizes Otsu and Kapur methods as the tar- get function in order to deal with image segmentation.In this paper,image segmentation is considered as an optimi- zation problem whose objective function is formulated according to Otsu and Kapur methods,respectively.The backtracking search optimization algorithm is used to solve these two objective functions and to realize multi-thresh- old image segmentation.The proposed approach is applied to nature image segmentation and compared to other algo- rithms.The results showed that the multi-threshold image segmentation technique on the basis of backtracking search optimization algorithm is feasible and the segmentation effect is satisfactory Keywords:threshold method;backtracking search optimization algorithm;image segmentation;Otsu;Kapur;PSNR 图像分割就是指把图像分成各具特性的区域并 提取感兴趣目标的过程，是图像处理到图像分析的 关键步骤，也是计算机视觉的一个基本问题)。 收稿日期：2014-10-08.网络出版日期：2015-01-13. 基金项日：国家自然科学基金广东联合基金重点资助项目图像分割多年来一直得到人们的高度重视，至今已 (U1201258). 提出了各种各样的分割算法，如基于阈值的分割方 通信作者：王李进.E-mail:lijinwang(@faf.cdu.cn. 法[3)、基于边缘检测的分割方法[、基于区域的第 员园 卷第 员 期摇摇摇摇摇 摇摇摇 摇摇 摇摇摇 智 能 系 统 学 报摇摇摇摇摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 灾燥造援员园 翼援员 圆园员缘 年 圆 月摇 摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 悦粤粤陨 栽则葬灶泽葬糟贼蚤燥灶泽 燥灶 陨灶贼藻造造蚤早藻灶贼 杂赠泽贼藻皂泽 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 云藻遭援 圆园员缘 阅韵陨院员园援猿怨远怨 辕 躁援蚤泽泽灶援员远苑猿鄄源苑愿缘援圆园员源员园园园愿 网络出版地址院澡贼贼责院 辕 辕 憎憎憎援糟灶噪蚤援灶藻贼 辕 噪糟皂泽 辕 凿燥蚤 辕 员园援猿怨远怨 辕 躁援蚤泽泽灶援员远苑猿鄄源苑愿缘援圆园员源员园园园愿援澡贼皂造 回溯搜索优化算法辅助的多阈值图像分割 尹雨山员 袁王李进员袁圆 袁尹义龙员袁猿 袁王冰清员 袁赵文婷员 袁徐云龙员 渊 员援 山东大学 计算机科学与技术学院袁山东 济南 圆缘园员园员曰 圆援福建农林大学 计算机与信息学院袁福建 福州 猿缘园园园圆曰 猿援山东财经大学 计算机科学与技术学院袁山东 济南 圆缘园园员源冤 摘 要院阈值法是一种简单且有效的图像分割技术遥 然而阈值求解的计算量随阈值的增加而呈指数级别增长袁这给 多阈值图像分割带来巨大挑战遥 为了克服计算量过大问题袁视多阈值分割模型为优化问题袁分别将 韵贼泽怎 法和 运葬责怎则 法作为目标函数袁采用回溯搜索优化算法求解目标函数袁实现多阈值图像分割遥 将提出的多阈值分割算法应用于自 然图像分割袁并与其他算法比较袁实验结果说明基于回溯搜索优化算法的多阈值图像分割技术是可行的袁而且具有 较好的分割效果遥 关键词院阈值法曰回溯搜索优化算法曰图像分割曰韵贼泽怎曰运葬责怎则曰孕杂晕砸 中图分类号院栽孕员愿猿摇 文献标志码院粤摇 文章编号院员远苑猿鄄源苑愿缘渊圆园员缘冤园员鄄园园远愿鄄园苑 中文引用格式院尹雨山袁王李进袁尹义龙袁等援 回溯搜索优化算法辅助的多阈值图像分割咱允暂援 智能系统学报袁 圆园员源袁 员园渊员冤 院 远愿鄄苑源援 英文引用格式院 再陨晕 再怎泽澡葬灶袁 宰粤晕郧 蕴蚤躁蚤灶袁 再陨晕 再蚤造燥灶早袁 藻贼 葬造援 月葬糟噪贼则葬糟噪蚤灶早 泽藻葬则糟澡 燥责贼蚤皂蚤扎葬贼蚤燥灶 葬造早燥则蚤贼澡皂 葬泽泽蚤泽贼藻凿 皂怎造贼蚤造藻增藻造 贼澡则藻泽澡燥造凿 枣燥则 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶咱允暂援 悦粤粤陨 栽则葬灶泽葬糟贼蚤燥灶泽 燥灶 陨灶贼藻造造蚤早藻灶贼 杂赠泽贼藻皂泽袁 圆园员源袁 员园渊员冤 院 远愿鄄苑源援 月葬糟噪贼则葬糟噪蚤灶早 泽藻葬则糟澡 燥责贼蚤皂蚤扎葬贼蚤燥灶 葬造早燥则蚤贼澡皂 葬泽泽蚤泽贼藻凿 皂怎造贼蚤造藻增藻造 贼澡则藻泽澡燥造凿 枣燥则 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 再陨晕 再怎泽澡葬灶员 袁 宰粤晕郧 蕴蚤躁蚤灶员袁圆 袁 再陨晕 再蚤造燥灶早员袁猿 袁 宰粤晕郧 月蚤灶择蚤灶早员 袁 在匀粤韵 宰藻灶贼蚤灶早员 袁 载哉 再怎灶造燥灶早员 渊员援 杂糟澡燥燥造 燥枣 悦燥皂责怎贼藻则 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠袁 杂澡葬灶凿燥灶早 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 允蚤灶葬灶 圆缘园员园员袁 悦澡蚤灶葬曰 圆援 悦燥造造藻早藻 燥枣 悦燥皂责怎贼藻则 葬灶凿 陨灶枣燥则皂葬贼蚤燥灶 杂糟蚤藻灶糟藻袁 云怎躁蚤葬灶 粤早则蚤糟怎造贼怎则藻 葬灶凿 云燥则藻泽贼则赠 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠袁 云怎扎澡燥怎 猿缘园园园员袁 悦澡蚤灶葬曰 猿援 杂糟澡燥燥造 燥枣 悦燥皂责怎贼藻则 杂糟蚤藻灶糟藻 葬灶凿 栽藻糟澡灶燥造燥早赠袁 杂澡葬灶鄄 凿燥灶早 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠 燥枣 云蚤灶葬灶糟藻 葬灶凿 耘糟燥灶燥皂蚤糟泽袁 允蚤灶葬灶 圆缘园园员源袁 悦澡蚤灶葬冤 粤遭泽贼则葬糟贼院栽澡藻 贼澡则藻泽澡燥造凿 皂藻贼澡燥凿 蚤泽 葬 泽蚤皂责造藻 葬灶凿 藻枣枣藻糟贼蚤增藻 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼藻糟澡灶蚤择怎藻援 匀燥憎藻增藻则袁 贼澡藻 葬皂燥怎灶贼 燥枣 糟葬造糟怎造葬贼蚤燥灶 枣燥则 泽燥造增蚤灶早 贼澡则藻泽澡燥造凿 葬责责藻葬则泽 贼燥 遭藻 藻曾责燥灶藻灶贼蚤葬造 葬皂责造蚤枣蚤糟葬贼蚤燥灶 憎蚤贼澡 贼澡藻 蚤灶糟则藻葬泽藻 燥枣 贼澡则藻泽澡燥造凿援 栽澡蚤泽 则藻泽怎造贼泽 蚤灶 葬 澡怎早藻 糟澡葬造造藻灶早藻 枣燥则 皂怎造贼蚤鄄贼澡则藻泽澡燥造凿 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶援 栽澡蚤泽 责葬责藻则 怎贼蚤造蚤扎藻泽 韵贼泽怎 葬灶凿 运葬责怎则 皂藻贼澡燥凿泽 葬泽 贼澡藻 贼葬则鄄 早藻贼 枣怎灶糟贼蚤燥灶 蚤灶 燥则凿藻则 贼燥 凿藻葬造 憎蚤贼澡 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶援陨灶 贼澡蚤泽 责葬责藻则袁 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 蚤泽 糟燥灶泽蚤凿藻则藻凿 葬泽 葬灶 燥责贼蚤皂蚤鄄 扎葬贼蚤燥灶 责则燥遭造藻皂 憎澡燥泽藻 燥遭躁藻糟贼蚤增藻 枣怎灶糟贼蚤燥灶 蚤泽 枣燥则皂怎造葬贼藻凿 葬糟糟燥则凿蚤灶早 贼燥 韵贼泽怎 葬灶凿 运葬责怎则 皂藻贼澡燥凿泽袁 则藻泽责藻糟贼蚤增藻造赠援 栽澡藻 遭葬糟噪贼则葬糟噪蚤灶早 泽藻葬则糟澡 燥责贼蚤皂蚤扎葬贼蚤燥灶 葬造早燥则蚤贼澡皂 蚤泽 怎泽藻凿 贼燥 泽燥造增藻 贼澡藻泽藻 贼憎燥 燥遭躁藻糟贼蚤增藻 枣怎灶糟贼蚤燥灶泽 葬灶凿 贼燥 则藻葬造蚤扎藻 皂怎造贼蚤原贼澡则藻泽澡鄄 燥造凿 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶援 栽澡藻 责则燥责燥泽藻凿 葬责责则燥葬糟澡 蚤泽 葬责责造蚤藻凿 贼燥 灶葬贼怎则藻 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 葬灶凿 糟燥皂责葬则藻凿 贼燥 燥贼澡藻则 葬造早燥鄄 则蚤贼澡皂泽援 栽澡藻 则藻泽怎造贼泽 泽澡燥憎藻凿 贼澡葬贼 贼澡藻 皂怎造贼蚤 原 贼澡则藻泽澡燥造凿 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼藻糟澡灶蚤择怎藻 燥灶 贼澡藻 遭葬泽蚤泽 燥枣 遭葬糟噪贼则葬糟噪蚤灶早 泽藻葬则糟澡 燥责贼蚤皂蚤扎葬贼蚤燥灶 葬造早燥则蚤贼澡皂 蚤泽 枣藻葬泽蚤遭造藻 葬灶凿 贼澡藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 藻枣枣藻糟贼 蚤泽 泽葬贼蚤泽枣葬糟贼燥则赠 运藻赠憎燥则凿泽院贼澡则藻泽澡燥造凿 皂藻贼澡燥凿曰 遭葬糟噪贼则葬糟噪蚤灶早 泽藻葬则糟澡 燥责贼蚤皂蚤扎葬贼蚤燥灶 葬造早燥则蚤贼澡皂曰 蚤皂葬早藻 泽藻早皂藻灶贼葬贼蚤燥灶曰 韵贼泽怎曰 运葬责怎则曰 孕杂晕砸 收稿日期院圆园员源鄄员园鄄园愿援 摇 网络出版日期院圆园员缘鄄园员鄄员猿援 基金 项 目院 国家自然科学基金鄄广东联合基金重点资助项目 渊哉员圆园员圆缘愿冤 摇 摇 通信作者院王李进援耘鄄皂葬蚤造院造蚤躁蚤灶憎葬灶早岳 枣葬枣怎援藻凿怎援糟灶援 图像分割就是指把图像分成各具特性的区域并 提取感兴趣目标的过程袁是图像处理到图像分析的 关键步骤咱员暂 袁也是计算机视觉的一个基本问题咱圆暂 遥 图像分割多年来一直得到人们的高度重视袁至今已 提出了各种各样的分割算法袁如基于阈值的分割方 法咱猿鄄苑暂 尧基于边缘检测的分割方法咱愿鄄怨暂 尧基于区域的 援