[发明专利]一种求解图像分割问题的基于邻域分解的迭代局部搜索方法

权利要求书

1.一种求解图像分割问题的基于邻域分解的迭代局部搜索方法，其特征在于：所述方法包含如下步骤：

步骤1，输入待分割图像，图像划分个数K和扰动参数k_min、k_max、k_step，进行预处理生成带权无向图G，随机生成初始可行解S₀；

步骤2，执行局部搜索，使用基于邻域分解的局部搜索算法对于初始可行解进行局部搜索，从而得到当前解S_c；

步骤3，进入扰动阶段，对当前解进行扰动强度为k的扰动，从而生成扰动解S_p；

步骤4，进入局部搜索阶段，使用步骤2的算法对于扰动解执行局部搜索，从而产生新的局部最优解S_i；

步骤5，进入解的更新阶段，若改进解S_i优于当前解S_c，则将改进解S_i替换当前解S_c，否则当前解S_c不变；

步骤6，判断是否满足终止条件，若满足终止条件则转至步骤7，否则转至步骤3；

步骤7，满足终止条件，输出当前最优解S_b，流程停止。

2.根据权利要求1所述的一种求解图像分割问题的基于邻域分解的迭代局部搜索方法，其特征在于：步骤1所述的初始可行解随机生成方法为：首先，根据有权无向图G构造邻接表；接着，随机选择K个不同的节点作为初始点；然后，通过邻接表所包含的信息对于初始选择的K个顶点从相邻点依次拓展直至所有节点分配完成；最终，将有权无向图G分割为K类，即{C₁，C₂，...，C_K}。

3.根据权利要求1所述的一种求解图像分割问题的基于邻域分解的迭代局部搜索方法，其特征在于：步骤2中，进入局部搜索，使用基于邻域分解的局部搜索算法对于初始可行解进行改进生成当前解，其中基于邻域分解的局部搜索算法主要框架为邻域下降算法与邻域的分解。

4.根据权利要求3所述的一种求解图像分割问题的基于邻域分解的迭代局部搜索方法，其特征在于：邻域下降算法中，将一个解s的邻域定义为由某一种动作M对其进行变换所得解的集合，即：

其中s为当前解，s′为对解s进行变换后的解，M为变换的动作，符号表示在解s上进行变换动作M；邻域下降算法使用单点移动邻域N₁(s)：

其中，s表示当前解；v，C_i，C_j表示一个单点移动动作，即一个顶点v从类C_i移动到类C_j；邻域下降算法主要步骤为：首先，对于当前解进行邻域动作产生邻居解；接着比较当前解与邻居解的优劣，若一旦找到某一邻居解优于当前解，则使用邻居解替换当前解并更新邻居解进行搜索；否则继续进行邻域动作，搜索邻居解，直至整个邻域搜索完成且没有改进，获得局部最优解。