本科毕业论文基于人工生命的图像分割技术的研究及应用.docx

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本科毕业论文基于人工生命的图像分割技术的研究及应用

基于人工生命的图像分割技术的研究及应用

摘要

图像分割是图像分析、识别和理解的基础。

图像分割主要是指将图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣的区域的技术，其研究多年来一直受到人们的高度重视。

由于待分割图像的可变性比较大，且混有噪声，构成了图像分割所面临的主要困难。

到目前虽然已经有了许多各种类型的分割算法，但是这些方法普遍存在问题和缺陷，影响了性能和应用，因此需要继续探索新的途径，对图像分割继续深入下去。

人工生命是一个新兴起的多学科交叉的研究领域，已经在解决现实世界中的许多复杂问题上显示了潜在的应用前景。

在图像分割的研究中引入人工生命的思想，将具有广阔的研究空间和良好的应用前景，将有希望发现新颖的更优良的分割方法。

本文分别就单一的静态图像和图像视频序列提出了两个人工生命模型，基于细胞自动机的人工生命模型和基于多粒度的人工生命模型。

在第一种模型中我们将待分割图像看作人工生命智能体的生存环境，通过生存在其上的人工生命智能体模型一代代繁衍、扩张来最终得到图像的分割结果。

在根据视频图像序列中图像的特征提出的基于多粒度的人工生命改进模型里是将视频图像序列看作是生命体的生存环境，不同的视频帧视为环境的变化。

生命体个体体积的大小也不再仅仅局限在像素级上，而是同时考虑了由小的生命个体聚集而成的更大规模的生命群落及群落之间的交互。

生命体通过环境的变化获得能量才能够生存，它们能感觉到周围的变化并向着变化的方向不断扩张。

每个智能体在规则的作用下自主选择自身的行为。

该模型具有自底向上的，非全局受控等特点。

通过生命个体和群体的繁衍，死亡，扩张，迁移等行为，使的前景图像被最终被分割出来。

实验表明，该方法不仅具有很好的性能而且具有较好的应用潜力。

关键词：

图像分割，人工生命，生命体，生存环境，目标提取

THERESEARCHANDREALIZATIONOFIMAGESEGMENTATIONBASEDONARTIFICIALLIFE

Abstract

Imagesegmentationisthebaseofimageanalysis,imagerecognitionandtheimageunderstanding.Imagesegmentationisatechniquewhichdividesanimageintosomespecialareasandgetsinterestingareas.Manyresearchershavebeenworkingonitforalongtime.Maindifficultiesorobstaclestoimagesegmentationarethechangingofimageandthenoise.Sofartherehavebeenmanyimagesegmentationalgorithms,however,eachofthemhasitsownproblemsthatimpactthealgorithm’sperformanceandapplication.Soweneedtogetmorenewmethodsandmakesanintensivestudyofit.

ArtificialLifeisanewresearchareawhichistransdisciplinary.Itshowsitspotentialsuperiorityonsolvingcomplexproblems.Ifweapplytheartificiallifetotheimagesegmentation,therewouldbemoreextensiveresearchspaceandgoodapplicationprospects.Andmaybewewillfindalotofnovelandmuchbettermethods.

Thispaperputsforwardtwoartificiallifemodesbasedonfrozenpictureandvideofrequencysequencerespectively.ThefirstisanartificiallifemodelbasedontheCellularAutomata,theotherisaALifemodewhichhasavarietyofsize.InthefirstALifemodelwetaketheimageastheenvironmentoftheagents.Throughsomelivingactionlikepropagation,death,expansion,movingandsoonwefinallygettheresultofimagesegmentation.

Inthemulti-granularALifemodelwhichisextractedaccordingtovideofeatureofvideosequence,wealsotaketheimageastheenvironmentofagents.It’snotasingleimageatthistimebutaserialofimagesofavideo.Thedifferenceoftheimagesistheenvironmentchanging.Agentscanlivebygettingthechangingenergy.Theycandetectthechangingnearbyandextensivetothatdirection.Andinthismodelsomesmallagentscanaggregateaclusterasabigagent.Bothofmodeshavetheirruleswhicheveryagentmustobserve.Undertheruleseachagentcanchooseitsnextaction.Thetwomodelshavebottom-upandnon-overallcontrolfeatures.Throughtheresultsofexperiments,weconcludethatbothmodelshaveagoodperformanceandapplicationprospect.

KEYWORDS:

imagesegmentation,artificiallife,agent,virtualenvironment,objectextraction

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良