[發明專利]基于粗糙集的快速抑制模糊聚類的圖像分割方法

在審

• 申請號: 201610056229.6
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105741279A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 尚榮華;焦李成;文愛玲;田平平;劉芳;馬文萍;王爽;侯彪;劉紅英
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06K9/62
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 韋全生;王品華

1.一種基于粗糙集的快速抑制模糊聚類的圖像分割方法，包括如下步驟：

(1)輸入一幅待分割的圖像I1；

(2)分別求取圖像I1中像素點xi的局部信息的加權均值x′i和非局部信息的均值

(3)根據局部信息的加權均值x′i和非局部信息的均值獲得重構圖像I2，按如下步驟進行：

3a)利用自適應因子λ，將圖像I1的局部信息的加權均值x′i和非局部均值相結合，得到像素點xi的灰度值

θ i = ( 1 λ ) x i ′ + ( 1 - 1 λ ) x ‾ i ]]>

其中，λ的計算公式如下：

λ＝max{|xj-xi|},xj∈Qi

其中，Qi是以xi為中心的3×3的鄰域內像素點的集合；

3b)將得到的所有像素點的灰度值依照這些像素點在圖像I1中的位置依次賦值給與圖像I1相同尺寸的第二空矩陣P2中的所有元素，得到第三矩陣P3，將該矩陣通過imshow函數顯示出來，得到重構圖像I2；

(4)對重構圖像I2的灰度直方圖進行聚類，實現步驟為：

4a)隨機初始化重構圖像I2的聚類中心為初始迭代次數為0，計算重構圖像I2在當前迭代中的每個灰度值的隸屬度u′kj，k是聚類中心第k類的標號，j表示像素點的灰度值，將所獲得的所有灰度值的隸屬度組成隸屬度矩陣，并采用抑制模糊C均值的抑制方法修改所獲得的隸屬度矩陣，獲取當前迭代次數的隸屬度矩陣，具體實現步驟為：

根據抑制模糊C均值的抑制方法，對所得到的重構圖像I2的隸屬度矩陣中的部分隸屬度值進行修改，公式如下：

upj＝aupj+(1-a)

ukj＝aukj,k≠p

j∈Gr

其中，upj＝maxk＝1:cukj，抑制因子a＝0.5，Gr是將所得到的灰度值的隸屬度矩陣的每一列中的最大隸屬度的值按照從大到小的順序進行排序，選擇前r個隸屬度所在的列的隸屬度組成的集合；采用黃金分割法來選擇參數r，r＝0.618*256＝158；

4b)根據粗糙集方法，計算重構圖像I2的當前迭代次數的聚類中心Vk；

(5)判斷當前迭代次數是否大于最大迭代次數T，若是，執行步驟(6)，否則，當前迭代次數加1，執行步驟(4)；

(6)輸出所獲取的重構圖像I2的隸屬度矩陣ukj和聚類中心V2，聚類中心V2是步驟4中最后一次迭代后所輸出的聚類中心，聚類中心V2＝{Vk,k＝1,2,...,c}；

(7)根據所獲取的模糊隸屬度矩陣ukj和聚類中心V2，得到最終的分割圖像：

7a)從重構圖像I2的模糊隸屬度矩陣ukj中找出重構圖像I2中每個灰度值所在列中的最大隸屬度，并將這些最大隸屬度在隸屬度矩陣中位置的行標號，作為這些最大隸屬度所對應的灰度值的類標；

7b)將聚類中心V2中每一類的灰度值賦給具有相應類標的像素點，得到第一矩陣P1；

7c)將第一矩陣P1通過imshow函數顯示出來，得到分割后的圖像。