[發明專利]基于勢函數的自適應模糊C均值圖像分割方法

無效

• 申請號: 201310279641.0
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103400370A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 劉靳;王少華;姬紅兵;朱明哲;靳洋;馬文濤;何利偉;王海鷹
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.基于勢函數的自適應模糊C均值圖像分割方法，具體步驟如下：

(1)輸入待分割圖像

(2)獲取待分割圖像直方圖勢函數與最大勢剩余高度

2a)采用待分割圖像的歸一化灰度統計直方圖，計算獲得待分割圖像直方圖勢函數；

2b)由計算獲得的待分割圖像直方圖勢函數按照下式計算最大勢剩余高度：

R＝min{P₁，P₂，…，P_n}

其中，R表示最大勢剩余高度，取值范圍為0＜R＜1，min表示對{·}中的表達式求最小值，P₁，P₂，…，P_n表示待分割圖像直方圖勢函數曲線中每個波峰的峰值，n表示待分割圖像直方圖勢函數曲線中波峰的個數；

(3)獲取待分割圖像直方圖c階剩余勢函數

3a)將待分割圖像的初始分類數目設置為2；

3b)計算模糊衰減因子和模糊偽勢因子；

3c)將待分割圖像直方圖c階剩余勢函數組中偽勢的初始個數設置為0；

3d)計算待分割圖像直方圖c階剩余勢函數，并將計算獲得的函數組中兩兩相鄰的兩階剩余勢函數對應的勢極值點作差，在獲得的所有差值中每當有差值小于模糊偽勢因子的值時，就令函數組的偽勢個數加1；

3e)判斷待分割圖像直方圖最后一階剩余勢函數的峰值是否小于最大勢剩余高度，若峰值小于最大勢剩余高度，則執行步驟(4)，否則令分類數目加1，執行步驟3b)；

(4)合并偽勢

4a)計算直方圖勢劃分函數；

4b)將計算獲得的直方圖勢劃分函數組對應的所有勢極值點按照由小到大的順序排序，并按照勢極值點的排序順序將與之對應的直方圖勢劃分函數排列；

4c)判斷直方圖勢劃分函數組中是否存在偽勢

將排列后的直方圖勢劃分函數組中兩兩相鄰的兩個勢劃分函數對應的勢極值點相減，獲得的所有差值中每當出現差值小于模糊偽勢因子的值時，表明與之對應的兩個直方圖勢劃分函數中存在偽勢，則執行步驟4d)，若直方圖勢劃分函數組中不存在偽勢，則將該函數組作為待分割圖像直方圖勢劃分函數組，執行步驟(5)；

4d)合并直方圖勢劃分函數組中的偽勢

分別提取直方圖勢劃分函數組中存在偽勢的兩個直方圖勢劃分函數的極值，比較兩個極值獲得其中的最大值；將存在偽勢的兩個直方圖勢劃分函數求和，得到一個和函數；將和函數按照下式擬合，得到合并偽勢后的直方圖勢劃分函數：

F′(k)＝y/(1+f₁(k-x)⁴)

其中，F′(k)表示合并偽勢后的直方圖勢劃分函數，k表示灰度級數，取值范圍為0≤k≤255，y表示存在偽勢的兩個直方圖勢劃分函數的最大值，f₁表示模糊衰減因子，x表示和函數的極值點；

4e)將直方圖勢劃分函數組中的所有偽勢合并，得到待分割圖像直方圖勢劃分函數組；

(5)獲取待分割圖像的聚類中心與最優分類數目

將待分割圖像直方圖勢劃分函數組對應的每個勢極值點，作為待分割圖像的聚類中心，將勢極值點的數目作為待分割圖像的最優分類數目；

(6)將待分割圖像的像素點模糊分類

6a)計算待分割圖像中每個像素點與聚類中心的歐氏距離；

6b)由計算獲得的歐氏距離計算待分割圖像中像素點的隸屬度；

6c)由計算獲得的像素點的隸屬度對待分割圖像中的像素點分類；

(7)輸出圖像分割結果

將待分割圖像中隸屬于同一類的像素點標記，完成對圖像的分割，并輸出圖像分割結果。