专利名称：基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法
技术领域：
本发明属于图像处理技术领域，涉及数字图像地分割处理，具体地说是一种基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法，可用于图像识别和检测。
背景技术：
图像分割在图像分析、图像识别、图像检测等方面占有非常重要的地位，它是指从图像中将某个特定区域与其它部分进行分离并提取出来，也就是区分图像中的“前景目标” 和“背景”。图像分割的方法根据图像特性的不同，大致可以分为三大类第一类是阈值法，它根据图像中目标和背景灰度值的差异，合理采用某一门限值，可有效地将目标和背景区分开；第二类是边界分割法，它通过检测某个区域的边界来进行分割；第三类是区域提取法， 它主要根据图像中特定区域与其它背景区域特性上的不同来进行分割。虽然在上述三类方法的基础上提出了很多的图像分割方法，但是图像的结构属性对结果影响都很大，不具有通用性，而且在分割的过程中很少考虑图像的全局分布。因此，近年来基于进化计算的图像分割技术成为一个新的研究热点。而属于进化计算分支的文化基因算法因为用到了相互学习的思想，受到越来越多的关注。目前提出的文化基因算法用于解决图像分割问题的方法有焦李成等人在发表于2010年3月IEEE进化计算杂志的文章“Natural and Remote Sensing Image Segmentation Using Memetic Computation" Φ 7^ft^1^ S15# 分割方法。首先采用标记分水岭方法对一幅图像进行预分割，并采用小波变换和灰度共生矩阵相结合的方式对图像提取特征，然后用图论原理对种群中的每个个体进行编码，最后采用交叉、变异、评价和选择的策略对种群执行进化操作，当满足终止条件后输出结果。虽然该方法采用标记分水岭和对图像提取特征这两步预处理能够得到区域一致性较好的图像分割结果，但是这两步预处理都会严重干扰后面的进化过程，从而影响图像分割的效果。 而且这种文化基因图像分割方法在种群进化过程中，没有用到种群中个体内部之间相互学习的思想，因此得到的图像分割结果收敛速度慢。
发明内容
本发明的目的是克服图像预分割和提取图像特征对最终分割结果的影响以及提高文化基因图像分割方法的收敛速度，提出一种基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法，以简化文化基因图像分割方法的过程，提高图像分割结果的区域一致性和收敛速度， 实现对图像的全局最优分割。实现本发明的技术方案包括如下步骤(1)对一幅输入图像进行基于图像像素的二维随机0/1编码，形成初始种群中的个体；(2)计算输入图像中像素点与像素点之间的权值
权利要求
1. 一种基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法，包括如下步骤(1)对一幅输入图像进行基于图像像素的二维随机0/1编码，形成初始种群中的个体；(2)计算输入图像中像素今与像素参之间的权值
2.根据权利要求1所述的基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法，其中步骤(I)所述的对一幅输入图像进行基于图像像素的二维随机0/1编码，是通过给输入图像的每个像素点随机分配标签0或标签1产生初始种群中的一个个体，并以二维矩阵的形式对初始种群中的每一个个体进行存储。
3.根据权利要求1所述的基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法，其中步骤 (6)所述的初始化最大进化代数，克隆规模和种群规模，是在初始化过程中，设置最大进化代数为600，种群规模为100，克隆规模为10。
4.根据权利要求1所述的基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法，其中步骤 (8)所述的对克隆后种群中的所有个体执行变异操作，是指对个体中的每个像素点进行变异操作之前，产生一个范围在0到1之间的随机数，如果该随机数小于当前代的变异概率， 则将个体中对应像素点的标签从0更改为1或者从1更改为0，否则，个体中对应像素点的标签不变。
5.根据权利要求1所述的基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法，其中步骤(II)所述的根据规范切目标函数对邻域学习后的种群进行克隆选择，是指对邻域学习后种群中的所有个体计算规范切目标函数值，从种群的每10个个体中选择出规范切目标函数值最优的一个个体取代与克隆前对应的种群中的个体，最终生成与初始种群规模相同的新种群。
全文摘要
本发明公开了一种基于规范切的邻域学习文化基因图像分割方法，主要解决现有图像分割方法没有用到像素之间相互学习的问题。其实现步骤为首先对一幅图像进行基于像素的二维随机0/1编码，形成初始种群，并以规范切作为图像分割结果的全局衡量标准；再根据克隆规模对种群中的个体进行克隆；然后对克隆后的个体依次执行变异、邻域学习和克隆选择操作；再根据当前种群中个体的规范切值保存最优规范切值对应的最优图像作为分割结果；最后根据终止条件的要求输出最优图像分割结果。本发明对无噪和加噪图像进行分割，具有区域一致性强、收敛稳定和全局最优的特点，可用于图像识别和检测。
文档编号G06T5/00GK102184524SQ20111009267
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者公茂果, 刘若辰, 尚荣华, 朱虎明, 李阳, 焦李成, 王爽, 马文萍 申请人:西安电子科技大学