1.一种基于超像素的自适应彩色图像分割方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、输入待分割的彩色图像;
步骤二、初始化线性采样迭代聚类法SLIC的相关参数,对待分割的彩色图像进行过分割操作,计算超像素并得到超像素中对应每个像素的标签:segments;
步骤三、计算超像素的数目和特征,具体为,
3a)将 步骤 二 中 得到 的 像素 标 签segments按 照 公式numSuperpixels =max(segments)+1,求得超像素的个数;3b)分别在图像的R、G、B通道上计算每个超像素的均值,构成一个numSuperpixels×3的特征矩阵,用以代表过分割图像,记作:meanSpectral;
步骤四、初始化局部搜索的核模糊聚类算法LKFC有关参数,包括最大迭代次数max_iter、停止阈值min_iter、最小近邻数k_nearest和高斯核函数中的参数delt;
步骤五、执行局部搜索的核模糊聚类算法LKFC,具体为,
5a)将步骤三得到的超像素的特征矩阵meanSpectral,通过非线性变换Ψ,将输入空间做低维到高维的变换;5b)若将meanSpectral分1类时,其聚类中心为meanSpectral的均值,记作:center;5c)计算meanSpectral中的第一个样本点data(1)与其他样本点的距离,并按照距离升序排列,取出data(1)的k_nearest个近邻对象,并利用该k_nearest个近邻对象的均值来作为第二个聚类中心的初始值,与center组合完成LKFC中求2分类时的中心初始化,并将用到的k_nearest个对象从原数据集中删除,生成新的数据集data_new,重复以上过程,直到data_new中的样本点小于k_nearest;5d)在步骤5c)中,得到一系列不同情况下的2分类聚类中心和其对应的隶属度矩阵,通过核化指标KI进行评价,找到最好的2分类的聚类中心vi和其对应的隶属矩阵uij: 其中,K(x,y)=exp(-||x-y||2/
2
σ);5e)用5d)中得到的2分类的聚类中心,重复步骤5c)计算3分类时的聚类中心,依此类推,求得k分类的聚类中心和隶属度;
步骤六、用核化指标KI对1,2,...,k不同分类进行评价,其中KI最大值对应的分类数目k便是图像的最佳分割数目c_opt,并保留其对应的聚类中心v_opt和隶属度矩阵u_opt;
步骤七、利用步骤六得到的最佳分割数目c_opt、聚类中心v_opt和隶属度矩阵u_opt三项参数对原图像中的像素点进行标记赋值,得到最终的分割结果。
2.根据权利要求1所述的基于超像素的自适应彩色图像分割方法,其特征在于,所述的线性采样迭代聚类法SLIC计算超像素包括:初始化种子点,每个种子点的距离近似为其中N为像素点个数,预分割的超像素数目为K,每个超像素尺寸为N/K。
3.根据权利要求1所述的基于超像素的自适应彩色图像分割方法,其特征在于,所述的步骤5a)通过非线性变换Ψ将输入空间做低维到高维的变换的具体操作为:在高维空间F,欧式距离||x-y||2被距离||Ψ(x)-Ψ(y)||2所替代,利用核函数K(x,y)=exp(-||x-y||2/σ2)计算高维空间F中的内积Ψ(x)TΨ(y),因此,|\Ψ(x)-Ψ(y)||2=K(x,x)+K(y,y)-2K(x,y)。
4.根据权利要求1所述的基于超像素的自适应彩色图像分割方法,其特征在于,所述的步骤5c)计算meanSpectral中的第一个样本点data(1)与其他样本点的距离之前,先求k-1分类的聚类中心,并按距离升序排列,求data(1)的k_nearest个近邻对象的均值mean,将mean与k-1聚类中心组合,作为求解k分类聚类中心的初始值,最终求得k分类的聚类中心。