1.一种深度图像的自适应聚类分割算法,其步骤如下:步骤1:建立深度图像样本库;
采用3D摄像机采集深度图像,场景不限,前景目标主要为操作者或是操作者的脸、手、手臂、躯干;
所述步骤1的3D摄像机为微软的体感外设3D摄像机Kinect;
步骤2:预处理步骤;
对采集的深度图像进行预处理,采用中值滤波过滤噪声,以便于后续处理;
所述步骤2的预处理方法为:采用中值滤波对图像进行平滑,过滤噪声;
步骤3:获取深度图像的直方图;
经过预处理后,提取深度图像的直方图数据;
所述步骤3中的获取深度图像的直方图过程为:在深度图像中,统计具有相同距离的像素点个数,得到相应的直方图;
步骤4:改进的自适应K-means算法基本步骤如下:(1)从直方图数据中选择N个点作为初始聚类中心;
(2)扫描全部数据,计算每个点与聚类中心的距离,并根据最小距离将该点归入相应的类;
(3)根据步骤(2)的划分,重新计算每个类的聚类中心;
(4)设定终止条件:如果条件满足,则算法终止;如果条件不满足,则返回到步骤(2);
所述步骤4中的基本步骤(1)从直方图数据中选择N个点作为初始聚类中心,具体采用如下方法:按照从小到大的顺序,在直方图中查找连续不为零的一段数据,将其标记为一类,并将其中的最大值标记为该类的初始类中心;若该段数据宽度不足即:连续不为零的数据个数小于阈值T,则与相邻段合并,直到满足预设的数据宽度阈值T;在深度图像的直方图中,数据所表达的含义是深度信息,即:目标与采集设备的距离,若数据不连续即:两段数据的间隔超过阈值T,间隔中的数据均为零,即可判定为不同目标;
步骤5:提取分割阈值;
根据最终的类别中心点及类别标记信息,计算分割图像前景所需要的阈值。
2.根据权利要求1所述的的一种深度图像的自适应聚类分割算法,其特征在于,步骤4中的基本步骤(1)中,数据宽度阈值T通常设定为50 200;本发明优选为T=100。
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3.根据权利要求1或2所述的的一种深度图像的自适应聚类分割算法,其特征在于,步骤4中的基本步骤(1)中N个点作为初始类别数目的上限预定为5个。
4.根据权利要求1的一种深度图像的自适应聚类分割算法,其特征在于,步骤4中的基本步骤(2)中的距离量度采用欧式距离。
5.根据权利要求1的一种深度图像的自适应聚类分割算法,其特征在于,步骤4中的基本步骤(4)中的终止条件设定为:前三类的聚类中心不再变动或总位移小于0.1,若实际类别只有两个,则为前两类的聚类中心不再变动或总位移小于0.1;或迭代次数达到10次。
6.根据权利要求1所述的一种深度图像的自适应聚类分割算法,其特征在于,步骤5中的提取分割阈值过程为:由步骤4得到类别中心和类别范围后,计算分割图像前景所需要的阈值;由于在深度图像中,前景通常为距离最近的目标,对应于类别中的第1类,因此可将第1类的类别范围设为分割阈值,实现前景的有效分割。