[发明专利]用于图形图像的k近邻局部搜索遗传自动聚类方法

权利要求书

1.一种用于图形图像的k近邻局部搜索遗传自动聚类方法，包括如下步骤：

（1）输入待聚类的N幅图像S_i,i＝1,…,N，利用canny算子分别对每幅图像进行边缘检测，得到各幅待聚类图像的轮廓图像I_i；

（2）对各轮廓图像I_i沿其轮廓线进行均匀采样，并以笛卡尔坐标表示采样得到的轮廓点P_ij=(x_ij,y_ij),i＝1,…,N,j=1,…,M，其中，P_ij表示采样得到的第i幅轮廓图像的第j个点，x_ij,y_ij分别为轮廓点P_ij位置的横纵坐标，M为采样点的个数；

（3）计算待聚类的任意两幅图像间的距离；

（4）令进化代数t=0，初始化种群：

（4a）随机产生ρ个大于等于2小于等于ζ的整数k_i,i＝1,…,ρ，作为ρ条染色体的聚类数，ρ=30为种群规模，ζ=15为最大聚类数；

（4b）对每条染色体随机产生N个大于等于1小于等于k_i的整数c_j,j=1,…,N，作为该染色体的各个基因位B_j的值，组成该染色体H_i；

（5）计算所有染色体的适应度值f_i，找出适应度值最大的染色体作为当前最佳染色体H；

（6）根据所得到的染色体的适应度值f_i，用轮盘赌选择法对所有染色体H_i进行选择，选出要进行遗传操作的中间代染色体H′_i；

（7）对得到的中间代染色体H′_i，以概率σ₁,σ₁∈[0,1]进行单点交叉操作；

（8）对经过单点交叉操作后所有中间代染色体H″_i，以概率σ₂,σ₂∈[0,1]进行单点变异操作；

（9）计算经过单点交叉操作后所有中间代染色体H″_i的适应度值f_i；

（10）对每条中间代染色体H″_i，产生一个随机数r,r∈[0,1]，如果r<0.5，执行步骤（11），否则执行步骤（12）；

（11）对中间代染色体H″_i的每个基因位B_j，产生随机数ψ，ψ≠c_j，1≤ψ≤k_i，k_i为中间代染色体H″_i的聚类数，c_j为基因位B_j的值，将基因位B_j的值c_j改为ψ，计算此时中间代染色体H″′_i的适应度值f′_i，并与改动前的中间代染色体适应度值f_i比较，若f′_i>f_i，则基因位B_j的值设置为ψ，执行步骤（13），否则基因位B_j的值设置为c_j，执行步骤（13）；

（12）对中间代染色体H″_i进行k近邻局部搜索：

（12a）将中间代染色体H″_i的每个基因位B_j所对应的待聚类图像S_j，与其它待聚类图像S_l的距离d(S_j,S_l)从小到大进行排序；

（12b）从排好序的距离中，选取前K=5个距离所对应的待聚类图像，作为K副最近邻图像S′_v；

（12c）对所选出的K副最近邻图像S′_v对应的基因位B_v，统计不同基因位值的个数，找到个数最多的基因位值τ，若τ=c_j，c_j为待聚类图像S_j对应的基因位B_j的值，则执行步骤（13）；

（12d）将中间代染色体H″_i的基因位B_j的值改为τ，计算此时中间代染色体H″′_i的适应度值f″_i，将改变前中间代染色体H″_i的适应度值f_i，若f″_i>f_i，则基因位B_j的值设置为τ，否则基因位B_j的值设置为c_j；

（13）比较所有中间代染色体的适应度值f_i，找出适应度值最大的染色，将该染色体与当前最佳染色体H比较，若该染色体的适应度值大于当前最佳染色体H的适应度值，则将该染色体复制到当前最佳染色体H，若当前最佳染色体H的适应度值大于该染色体的适应度值，则将当前最佳染色体H复制到该染色体；

（14）对进化代数t值加1，此时若t小于最大进化代数T=100，则返回步骤（6），否则，将当前最佳染色体H的每一个基因位B_i的值c_i作基因位B_i所对应待聚类图像S_i的类标，将所有类标相同的待聚类图像分为一个类，输出分类后的待聚类图像和当前最佳染色体H的聚类数。