【图像分割】基于matlab萤火虫算法图像分割【含Matlab源码 2136期】.zip

%% 使用聚类的萤火虫算法 (FA) 图像分割 clear; clc; close all warning('off'); % 下载 img=imread('ant.jpg'); img=im2double(img); gray=rgb2gray(img); gray=imadjust(gray); % 将图像重塑为矢量 X=gray(:); %% 启动 FA 聚类 k = 6; % 集群数 %--------------------------------------------------- CostFunction=@(m) ClusterCost(m, X); % 成本函数 VarSize=[k size(X,2)]; % 决策变量矩阵大小 nVar=prod(VarSize); % 决策变量的数量 VarMin= repmat(min(X),k,1); %变量的下界 VarMax= repmat(max(X),k,1); % 变量的上限 % 萤火虫算法参数 MaxIt = 100; % 最大迭代次数 nPop = 10; %萤火虫数量（群体大小） gamma = 1; % 光吸收系数 beta0 = 2; % 吸引力系数基值 alpha = 0.2; % 突变系数 alpha_damp = 0.98; % 突变系数阻尼比 delta = 0.05*(VarMax-VarMin); % 统一突变范围 m = 2; if isscalar(VarMin) && isscalar(VarMax) dmax = (VarMax-VarMin)*sqrt(nVar); else dmax = norm(VarMax-VarMin); end %开始 % 空萤火虫结构 firefly.Position = []; firefly.Cost = []; firefly.Out = []; % 初始化人口数组 pop = repmat(firefly, nPop, 1); % 初始化有史以来最好的解决方案 BestSol.Cost = inf; % 创建初始萤火虫 for i = 1:nPop pop(i).Position = unifrnd(VarMin, VarMax, VarSize); [pop(i).Cost, pop(i).Out] = CostFunction(pop(i).Position); if pop(i).Cost <= BestSol.Cost BestSol = pop(i); end end % 保存最佳成本值的数组 BestCost = zeros(MaxIt, 1); %%萤火虫算法主循环 for it = 1:MaxIt newpop = repmat(firefly, nPop, 1); for i = 1:nPop newpop(i).Cost = inf; for j = 1:nPop if pop(j).Cost < pop(i).Cost rij = norm(pop(i).Position-pop(j).Position)/dmax; beta = beta0.*exp(-gamma.*rij^m); e = delta.*unifrnd(-1, +1, VarSize); %e = delta*randn(VarSize); newsol.Position = pop(i).Position ... + beta.*rand(VarSize).*(pop(j).Position-pop(i).Position) ... + alpha.*e; newsol.Position = max(newsol.Position, VarMin); newsol.Position = min(newsol.Position, VarMax); [newsol.Cost newsol.Out] = CostFunction(newsol.Position); if newsol.Cost <= newpop(i).Cost newpop(i) = newsol; if newpop(i).Cost <= BestSol.Cost BestSol = newpop(i); end end end end end %合并 pop = [pop newpop]; % 种类 [~, SortOrder] = sort([pop.Cost]); pop = pop(SortOrder); % 截短 pop = pop(1:nPop); % Store Best Cost Ever Found BestCost(it) = BestSol.Cost; BestRes(it)=BestSol.Cost; disp(['Iteration ' num2str(it) ': Best Cost = ' num2str(BestCost(it))]); % 湿突变系数 alpha = alpha*alpha_damp; end FAlbl=BestSol.Out.ind; % 绘制萤火虫算法训练 figure; plot(BestRes,'--k','linewidth',1); title('萤火虫算法训练'); xlabel('萤火虫算法迭代'); ylabel('萤火虫算法最优值'); %%将聚类中心及其索引转换为图像 gray2=reshape(FAlbl(:,1),size(gray)); segmented = label2rgb(gray2); %绘制结果 figure; subplot(1,2,1); imshow(img);title('原始图片'); subplot(1,2,2); imshow(segmented,[]);title('分割图像');