[發(fā)明專利]一種針對(duì)光流圖的快速的FCM圖像分割方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710530461.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN107330910B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡友民;胡中旭;吳波;武敏健;劉頡;肖玲;王詩(shī)杰;李雪蓮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/215
• 分類號(hào): G06T7/215;G06K9/62
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

1.一種針對(duì)二維向量圖的快速FCM圖像分割方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1確定待處理二維向量圖中的模糊聚類參數(shù)；

S2將二維向量圖按照360度均分為若干個(gè)向量方向區(qū)間，計(jì)算每個(gè)二維向量的方向，并根據(jù)其方向劃分至對(duì)應(yīng)的方向區(qū)間中；

S3將每個(gè)方向區(qū)間均分成若干個(gè)模區(qū)間，并將該方向區(qū)間內(nèi)的所有二維向量劃分至對(duì)應(yīng)的模區(qū)間中，計(jì)算每個(gè)方向區(qū)間下每個(gè)模區(qū)間內(nèi)的向量個(gè)數(shù)；

S4計(jì)算每個(gè)方向區(qū)間中的每個(gè)向量模區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)向量大小；

S5將每個(gè)方向區(qū)間中的每個(gè)向量模區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)向量的隸屬度初始化，并利用初始化的隸屬度計(jì)算初始化的聚類中心，然后利用聚類中心計(jì)算更新隸屬度，再利用更新后的隸屬度重新計(jì)算更新聚類中心，如此往復(fù)，進(jìn)行迭代計(jì)算，直至得到滿足精度要求的隸屬度和聚類中心；

S6根據(jù)得到的隸屬度完成二維向量圖的圖像分割。

2.如權(quán)利要求1所述的快速FCM圖像分割方法，其特征在于，所述二維向量圖為光流圖。

3.如權(quán)利要求1或2所述的快速FCM圖像分割方法，其特征在于，步驟S1中，所述模糊聚類參數(shù)包括初始化分類個(gè)數(shù)c、模糊指數(shù)m、迭代停止閾值ε和最大迭代次數(shù)iter。

4.如權(quán)利要求3所述的快速FCM圖像分割方法，其特征在于，步驟S3中，將每個(gè)方向區(qū)間均分為若干個(gè)模區(qū)間的方法具體如下：首先，計(jì)算每方向區(qū)間中所有二維向量的模的大小，將最大的模作為該方向區(qū)間的邊界，然后將該方向區(qū)間按其邊界大小均分為若干個(gè)模區(qū)間。

5.如權(quán)利要求4所述的快速FCM圖像分割方法，其特征在于，步驟S4中，所述標(biāo)準(zhǔn)向量的計(jì)算過(guò)程具體包括如下步驟：

S41.根據(jù)方向區(qū)間的個(gè)數(shù)B，得到每個(gè)方向區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)角度Angle_b；

S42.根據(jù)每個(gè)方向區(qū)間的模最大值和模區(qū)間個(gè)數(shù)，得到每個(gè)方向區(qū)間內(nèi)的每個(gè)模區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)模大小Mag_k；

S43.建立坐標(biāo)軸xoy，計(jì)算出每個(gè)方向區(qū)間內(nèi)的每個(gè)模區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)向量其計(jì)算公式表示如下：

V_ybk＝Mag_k×cos Angle_b，

V_ybk＝Mag_k×sin Angle_b，

其中，b表示第b個(gè)方向區(qū)間，b＝1,2,…B，B為方向區(qū)間個(gè)數(shù)；k表示第k個(gè)模區(qū)間，k＝1,2,…K，K為每個(gè)方向區(qū)間內(nèi)的模區(qū)間個(gè)數(shù)；m表示模糊指數(shù)；V_ybk和V_ybk分別表示標(biāo)準(zhǔn)向量在x軸和y軸方向上的分量。

6.如權(quán)利要求5所述的快速FCM圖像分割方法，其特征在于，所述步驟S5中，確定每個(gè)方向區(qū)間中的每個(gè)向量模區(qū)間內(nèi)滿足精度要求的隸屬度和聚類中心的具體過(guò)程如下：

S51利用0至1之間的隨機(jī)數(shù)初始化每個(gè)模區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)向量的隸屬度，分別利用每個(gè)模區(qū)間內(nèi)的初始化的隸屬度計(jì)算該模區(qū)間內(nèi)的初始化的聚類中心；

S52利用每個(gè)模區(qū)間的初始化的隸屬度和聚類中心進(jìn)行迭代計(jì)算：先根據(jù)第it次迭代的聚類中心重新計(jì)算第it+1次迭代的隸屬度，再根據(jù)所述第it+1次隸屬度重新計(jì)算第it+1次迭代的聚類中心，如此往復(fù)，迭代計(jì)算，其中，it為迭代次數(shù)，it＝0,1,2,…iter，iter為最大迭代次數(shù)，初始化迭代次數(shù)為0；

S53計(jì)算每次迭代過(guò)程中當(dāng)期目標(biāo)函數(shù)J，當(dāng)兩次迭代的目標(biāo)函數(shù)J值差小于迭代停止閾值ε，或者迭代次數(shù)it超過(guò)所述最大迭代次數(shù)iter時(shí)，停止迭代，此時(shí)的隸屬度和聚類中心即為該模區(qū)間內(nèi)滿足精度要求的隸屬度和聚類中心。