基于改进遗传算子的MATLAB自适应道路图像阈值分割系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了道路图像的自适应阈值分割。通过改进遗传算法的交叉与变异算子，结合精英保留策略，有效应对阴影、光照不均等复杂场景，提升分割精度与收敛速度。

详 情 说 明

基于改进遗传算子的自适应道路图像阈值分割系统

项目介绍

本项目实现了一种基于改进遗传算子的自适应道路图像阈值分割系统。系统核心通过引入自适应交叉率与变异率策略，并融合精英保留机制，显著提升了传统遗传算法在图像阈值分割任务中的收敛效率与求解精度。该系统专门针对复杂道路场景下的图像分割难题设计，能够有效处理阴影、光照不均、路面破损等干扰因素，支持对沥青、水泥等不同材质路面的鲁棒性分割，输出高质量的二值化道路区域图像。

功能特性

• 改进的遗传算子：采用自适应调整的交叉率和变异率，避免早熟收敛，增强全局搜索能力。
• 精英保留策略：确保最优个体不会在进化过程中丢失，加速算法收敛。
• 多阈值分割支持：可根据图像复杂度自动选择单阈值或多阈值分割模式。
• 道路类型自适应：允许用户指定路面材质（沥青/水泥），以优化初始阈值搜索范围，提升分割精度。
• 形态学后处理：对初步分割结果进行形态学开闭运算，消除噪声和小孔洞，平滑区域边界。
• 全面性能评估：输出分割准确率、交并比(IoU)等量化指标，并提供收敛曲线可视化分析。

使用方法

1. 准备输入：

* 将待分割的道路图像（JPG/PNG/BMP格式）放置在指定目录。 * （可选）在参数配置中指定道路类型（'asphalt' 或 'cement'）。

1. 配置参数（可选）：

* 根据需要修改main.m脚本中的算法参数，如种群规模、最大迭代次数等。系统已设置合理的默认值（种群规模100，迭代次数200）。

1. 运行系统：

* 在MATLAB环境中运行main.m主脚本。

1. 获取输出：

* 分割结果图像：程序会自动保存分割后的二值图像。 * 最优阈值报告：在命令行窗口或生成的文件中查看最终采用的最优阈值及其适应度。 * 收敛曲线图：程序会自动绘制并显示收敛过程曲线。 * 性能指标：在命令行窗口查看分割准确率、IoU及运行时间等统计信息。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2016b 或更高版本
• 必要工具箱：Image Processing Toolbox（图像处理工具箱）

文件说明

主程序文件承载了系统的核心调度与执行逻辑。它完成了从图像数据读入、预处理，到调用改进遗传算法进行阈值寻优，再到利用最优阈值执行图像分割、进行形态学后处理，并最终实现结果图像生成、性能指标计算与可视化图表绘制等一系列关键步骤。该文件是启动和运行整个图像分割流程的入口。