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为了解决传统粒子群算法存在早熟收敛、搜索空间受限、精度不高等问题，通过四元数理论和粒子群算法，提岀了种改进粒子群算法。该算法以树状拓扑结构为基础建立邻堿结构，速度公式中分别使用粒子三部分的记忆值，即自身最佳、局部最佳及全局最佳，同时在¨社会”部分加入以四元数为模型的三者之间关系项，这样既能记录三者单纯的比较结果，又可以记录三者之间的关联关系。最后，分别从理论证明、实验仿真和实际物理实验三饣方面验证算法的收敛性及有效性。结果表明：提出的新算法在某些测试函数中可收敛于全局最优值，在其余的几种测试函数中，该方法的平均值也要比其他三种算法更接近于全局最优，同时在图像的对比度增强的应用上具有很明显的优势。
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