[发明专利]基于NSGA-Ⅱ进化算法的彩色图像分割

权利要求书

1.一种基于NSGA-Ⅱ进化算法的彩色图像分割方法，包括如下步骤：

(1)输入一幅待分割图像；

(2)对待分割图像中的像素进行标记并聚类，得到标记并聚类后的图像；

(3)对标记并聚类后的图像使用分水岭方法进行粗分割，得到粗分割后的图像；

(4)对粗分割后的图像进行种群初始化，得到初始化种群；

(5)计算初始化种群中的个体的适应度；

(6)初始化种群非支配快速排序，得到排序的序号和拥挤度距离：

6a)利用NSGA-Ⅱ算法中的非支配快速排序对初始化种群中的个体进行排序，生成排序的序号，把初始化种群中的个体按照序号从小到大划分等级；

6b)利用NSGA-Ⅱ算法中的拥挤度距离计算方法计算同一等级上的个体之间的拥挤度距离；

(7)根据排序的序号和拥挤度距离通过二元锦标赛算法选择父代种群；

(8)父代种群交叉和变异生成子代：

8a)对父代种群做交叉操作，得到交叉后的子代种群；

8b)对父代种群做变异操作，得到变异后的子代种群；

(9)父代和子代种群合并进行非支配快速排序，得到排序的序号和拥挤度距离：

9a)利用NSGA-Ⅱ算法中的非支配快速排序对合并后种群中的个体进行排序，生成排序的序号，按照序号从小到大把合并后种群中的个体划分等级；

9b)利用NSGA-Ⅱ算法中的拥挤度距离计算方法计算同一等级上的个体之间的拥挤度距离；

(10)根据排序的序号和拥挤度距离通过二元锦标赛算法选择出精英种群；

(11)判断是否达到循环代数设置条件，若未达到则跳转到步骤(7)，并循环直至达到循环代数设置条件，输出pareto前端；

(12)从pareto前端中选取一个解，给待分割图像的像素点赋值，得到待分割图像中所有像素的最终分割结果。

2.根据权利要求1所述的基于NSGA-Ⅱ进化算法的彩色图像分割方法，其特征是，步骤(2)所述的对待分割图像中的像素进行标记并聚类，得到标记并聚类后的图像包括：

(2.1)通过交互式界面，根据用户的个人喜好在待分割图像上标记目标种子和背景种子；

(2.2)分别对目标种子和背景种子进行聚类。

3.根据权利要求1所述的基于NSGA-Ⅱ进化算法的彩色图像分割方法，其特征是，步骤(3)所述对标记并聚类后的图像使用分水岭方法进行粗分割，得到粗分割后的图像包括：

(3.1)利用梯度幅度对标记并聚类后的图像进行预先处理，形成梯度图像；

(3.2)在梯度图像上运用形态学开闭运算以平滑梯度图像；

(3.3)用分水岭方法对平滑后的梯度图像进行粗分割，得到不同的图像块。

4.根据权利要求1所述的基于NSGA-Ⅱ进化算法的彩色图像分割方法，其特征是，步骤(4)所述对粗分割后的图像进行种群初始化，得到初始化种群包括：

初始种群的大小pop设为150，进化代数gen设为700，种群中的个体代表对分水岭粗分割得到的图像块的标号，每个个体代表一个图像块的标号，属于目标的个体标号固定为1，属于背景的个体标号固定为0，其余采用随机初始化的方法设定。