蚁群算法的基本原理及其在图像分割中的应用

一、引言 蚂蚁作为群居性昆虫,其群体行为所呈现的复杂智能,给人类以巨大的启发。对蚁群行为最早进行研究的是南非的EugeneMarais,其著作《蚂蚁的精粹》中详细的描述了对白蚁群体性工作的观察结果。受蚂蚁觅食行为的启发,意大利学者MarcoDofigo于1991年在他的博士论文中首次系统地提出了一种基于蚂蚁觅食行为的算法模型。现在蚁群算法已成为人工智能领域中一个非常重要、活跃的研究前沿。二、蚁群算法原理分析 蚂蚁缺乏视觉信息,它们通过一种称为信息素的物质进行信息的交互。当一只蚂蚁找到食物以后,它将食物拖回巢穴,并在沿途留下信息素,其余觅食的蚂蚁通过不同路径上的信息素浓度以一定的概率选择路径,信息素浓度大的路径被选择的概率较高。距离食物最短的路径由于信息素的浓度较大,从而使越来越多的蚂蚁选择该路径,这又促使该路径上的信息素浓度进一步加大。这种自动催化导致的协作行为形成一种正反馈机制,使得最短路径被越来越多的蚂蚁选择。以经典的双桥实验为例,假设蚂蚁分泌的信息素相等,并且不考虑路径上的信息素的挥发。