基于pso-kmeans算法的matlab(gui)图像分割系统平台开发应用

引言
N。第 i 个像素矩阵元素的“飞行”速度也是 D 维的
目前，PSO 算法和 K-Means 聚类广泛应用于众
向量，记为 vi=（vi1，vi2，……，viD），i=1，2……N。第 i 个
多领域中的快速寻优和聚类的算法。而 PSO 算法可
像素矩阵元素迄今为止搜索到的最优位置称为个
能陷入局部最优进而导致结果精度低和收敛速度
Callback 添加代码：
run Fengeparameter;
（3）给 数 据 可 视 化 按 钮 functionPushbutton3_
Callback 添加代码：
run Fengedata;
（4）给退出按钮 functionPushbutton4_Callback 添
L=x';
LP=p'/(a*b);
imread(get(handles.edit1, 'string'));
（2）给 显 示 结 果 按 钮 function pushbutton1_
Callback 添加如下代码：
个控件，利用属性查看器设置参数。
J=rgb2gray(I);
2.1.1 打开 Fengesystem.m 文件，找到相应的回调
（西南科技大学理学院）
摘 要：针对 GUI 设计开发系统在图像处理领域中的领域问题，本文以 PSO-Kmeans 组合算法为理
论基础，通过 GUI 控件的布局设计及回调函数程序的编写，开发了一套基于 PSO—KMeans 算法的
MATLAB（GUI）图像分割系统平台开发应用，实现了对图像的分割结果、参数输出、数据可视化，
和 3 个子界面（分割结果、参数输出、数据可视化）。

[a,b]=size(J);
函数后，编写 Callback 代码：
[p,x]=imhist(J,256);
（1）给 分 割 结 果 按 钮 functionPushbutton1_
Callback 添加代码：
run Fengeresult;
（2）给 参 数 输 出 按 钮 functionPushbutton2_
作者简介：陈兴志(1997~)，
男，汉族，西南科技大学理学院，
本科学历，
研究方向为应用数学。
乐文涛(1998~)，男，汉族，西南科技大学理学院，
本科学历，
研究方向为计算数学。
王代文(1999~)，男，汉族，西南科技大学理学院，
本科学历，
研究方向为应用数学。
黄飞翔(1998~)，男，彝族，西南科技大学理学院，
通过迄今为止搜索得到的最优值回代到 K-Means
论基础，运用 GUI 开发出了基于 PSO-KMeans 算法
算 法 中 作 为 初 始 聚 类 分 割 中 心 和 初 始 分 割 类 K,
的图像分割系统，并选取原始灰度图像对系统进行
K-Means 算法是以 K 为参数对图像分割,使簇内相
测试，分割结果很好。该研究提高了图像分割的简
体极值,记为 pi=（pi1，pi2，……，piD），i=1，2……N。整
慢的缺点 ；K-Means 算法是针对图像分割的有效方
个像素矩阵群迄今为止搜索到的最优位置为全局
法，但 K-Means 的聚类个数 K 常常是依据经验来确
极值，记为 gbest=（pg1，pg2，……，pgD）。在找到这两个
定，会影响聚类结果 。针对 K-means 算法的不足，
42
第 40 卷 第 6 期
2019 年 12 月
国 外 测 井 技 术
WORLD WELL LOGGING TECHNOLOGY来自Vol.40 No.6
Dec. 2019
·基础科学·
基于 PSO-KMeans 算法的 MATLAB（GUI）图像
分割系统平台开发应用
陈兴志， 乐文涛， 王代文， 黄飞翔， 刘乃瑶
解决了图像分割过程中实现复杂的问题。同时，选取在图像分割应用中的示例图片对图像进行分
割测试。结果表示，图像分割系统界面友好，操作简单，准确实现了图像的分割，并得到分割的相
关数据。该研究提高了图像分割的简单性以及可视化性。
关键词：PSO-KMeans 算法；图像分割系统；传递函数；灰度图像
0
示 为 D 维 的 向 量 ：xi=（xi1，xi2，……，xin），i=1，2……
本科学历，
研究方向为应用数学。
刘乃瑶(1998~)，女，汉族，西南科技大学理学院，
本科学历，
研究方向为计算数学。
第 40 卷 第 6 期
陈兴志，等：基于 PSO-KMeans 算法的 MATLAB（GUI）图像分割系统平台开发应用
2.1 GUI 主界面创建
43
（1）给输入原始图像位置动态文本框的回调函
似度较高,簇间较低。相似度用欧式距离表示。
单性以及可视化性。
1 PSO-KMeans 算法
[4]
设在 D 维的像素矩阵搜索空间中,有 N 个像素
矩阵元素组成一个群落,其中第 i 个像素矩阵元素表
2 图像分割系统的设计过程
图像分割系统的设计过程主要包括界面设
计
[5-6]
和回调函数程序编写，本文给出了 1 个主界面
最优值时，像素矩阵元素根据如下的公式来更新自
把 PSO 算法引入到 K-Means 聚类算法中，以提高
己的速度和位置：
[1]
[2]
K-Means 算法的效率和结果精度 [3]。但是这一过程
比较复杂，因此，有必要开发一款界面友好，操作简
通过 PSO 算法将 N 个对象分为 K 个簇,并将其
单的图像分割系统。本文以 PSO-KMeans 算法为理
在 GUIDE 带有空白版的输出编辑器中，选取一
个 Static Text 静态文本块，4 个 Pushbutton 按钮，并保
存 名 称 为 Fengesystem，MATLAB 将 自 动 生 成
Fengesystem.m 和 Fengesystem.fig2 个 文 件 。 点 击 各
数 function a1_Callback 添 加 如 下 代 码 ：I=