[发明专利]基于动态局部搜索和免疫克隆自动聚类的图像分割方法

摘要

本发明提出了一种基于动态局部搜索和免疫克隆自动聚类的图像分割方法，用于解决现有图像分割方法中存在的鲁棒性和精确度差、收敛速度慢的技术问题，实现步骤是1.输入一幅待分割图像；2.初始化抗体种群，得到第一抗体种群；3.对第一抗体种群进行克隆选择操作，得到第二抗体种群；4.设置对第二抗体种群优化的当前优化代数t和最大优化代数tmax；5.对第二抗体种群进行优化，得到第六抗体种群；6.判断是否满足迭代停止条件；7.对第六抗体种群中的非支配解集进行选择；8.利用已得到的最优分割中心点对待分割图像进行分割。本发明提高了图像分割的精确度、鲁棒性和收敛速度，可用于对图像中特征目标的提取和对目标的识别与跟踪。

主权项

一种基于动态局部搜索和免疫克隆自动聚类的图像分割方法，包括如下步骤：(1)输入一幅待分割图像；(2)采用基于聚类中心的可变长实数编码方式编码抗体，并对该抗体进行初始化，得到第一抗体种群A(t)；(3)采用包含全局紧致性和模糊分离度的目标函数，对已得到的第一抗体种群A(t)进行克隆选择操作，得到由非支配抗体组成的第二抗体种群A(1)(t)；(4)设置对第二抗体种群A(1)(t)进行优化的当前代数t为0，最大优化代数为tmax；(5)采用人工免疫算法对第二抗体种群A(1)(t)进行优化，实现的步骤为：(5a)采用等比例克隆方式对第二抗体种群A(1)(t)中的抗体进行克隆增殖操作，得到第三抗体种群A(2)(t)；(5b)采用单点交叉方式对第三抗体种群A(2)(t)中的抗体进行交叉操作，得到第四抗体种群A(3)(t)；(5c)采用非一致性变异方式对第四抗体种群A(3)(t)中的抗体进行变异操作，得到第五抗体种群A(4)(t)；(5d)采用动态局部搜索算子对第五抗体种群A(4)(t)中的抗体进行局部搜索操作，得到第六抗体种群A(5)(t)；其中第五抗体种群A(4)(t)中的一个抗体设置为第一抗体hi(4)(t)，i＝1,2,…,c，c表示第五抗体种群A(4)(t)的大小，按如下步骤进行：5d1)设置阈值w，并产生一个(0,1)之间的随机数r；5d2)判断该随机数r是否小于阈值w：若是，则从待分割图像的像素点集中随机选一个对象作为新的聚类中心，并将该聚类中心增加到第一抗体hi(4)(t)中；否则，判断第一抗体hi(4)(t)所对应的聚类中心个数是否大于2，若是，则从第一抗体hi(4)(t)中随机选取一个聚类中心进行删除操作；否则，执行步骤5d3)；5d3)将第一抗体hi(4)(t)解码，得到对应的聚类中心，并将已得到的聚类中心作为FCM算法的初始聚类中心，进行聚类中心的修正操作，得到第二抗体hi(4)’(t)；5d4)判断第二抗体hi(4)’(t)是否支配第一抗体hi(4)(t)，若是，则用第二抗体hi(4)’(t)代替第一抗体hi(4)(t)，否则，继续执行步骤5d1)；(6)判断当前代数t是否小于最大优化代数tmax，若是，则将当前代数t加一，用第六抗体种群A(5)(t)替换第二抗体种群A(1)(t)，执行步骤(5)，否则，执行步骤(7)；(7)采用半监督方式对第六抗体种群A(5)(t)中的非支配解集进行选择操作，得到最优分割中心点；(8)利用已得到的最优分割中心点对待分割图像进行分割，实现步骤如下：(8a)计算待分割图像中每一个像素点属于最优分割中心点中每个类的隶属度，获得待分割图像像素点的隶属度矩阵；(8b)从待分割图像像素点的隶属度矩阵中找出待分割图像中每个像素点所在列中的最大隶属度，将这些最大隶属度在隶属度矩阵中位置的行标号，作为这些最大隶属度所对应的像素点的类标号；(8c)显示待分割图像中所有的类，完成图像分割。