[發明專利]一種基于圖像聚類的數據可視化配色的提取方法

在審

• 申請號: 202010784746.1
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111768469A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 李春芳;石民勇;李紀周;王楷翔;王丹煜
• 申請（專利權）人: 中國傳媒大學
• 主分類號: G06T11/40
• 分類號: G06T11/40;G06T7/90;G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 陳圣清

1.一種基于圖像聚類的數據可視化配色的提取方法，其特征在于，包括：

輸入視頻或圖片；

通過可調大小的滑動窗口分割所述視頻，得到多個鏡頭視頻幀；

通過顏色直方圖幀差法和聚類算法，提取分割后各個鏡頭視頻幀的一個或多個關鍵幀；

逐個對提取到的關鍵幀圖片內像素的HSV色彩值進行聚類，得到每張關鍵幀圖片的配色方案；或者，對輸入的圖片內像素的HSV色彩值進行聚類，得到圖片的配色方案；

輸出配色方案，將當前配色方案應用于數據可視化配色。

2.如權利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述通過可調大小的滑動窗口分割所述視頻，得到多個鏡頭視頻幀；包括：

定義當前幀C，待計算距離的幀集合F，預設窗口大小n，當前幀C與滑動窗口內幀集合F的距離平均為avr,上一幀C’與滑動窗口內幀集合F’的距離平均為preavr；

S21、讀取當前幀C，判斷F是否為空；若為空，將當前幀C加入F中，avr＝0，跳轉至S25；若不為空，跳轉至S22；

S22、計算當前幀C與幀集F中所有幀的色彩直方圖向量的余弦距離，取算數平均值avr,跳轉到S23；

S23、判斷avrpreavr*9且preavr0且avr0.1是否同時成立，若成立，跳轉至S27；若不成立，跳轉到S24；其中，avrpreavr*9表示幀間連續性的突變，preavr0表示前一幀不是新鏡頭的開始，avr0.1表示新鏡頭開始應與上一鏡頭每一幀有足夠大的差異；

S24、判斷幀集F中幀的數量是否小于n，若小于n，將當前幀C加入F中，跳轉至S25；若大于等于n，跳轉至S26；

S25、不是新鏡頭的開始，窗口未滿，處理下一幀：preavr＝avr,跳轉到S21；

S26、不是新鏡頭的開始，窗口填滿：滑動窗口按時序向后移一幀，因計算集合為無序狀態，為減少計算量，將幀集合中幀序號最小的一幀替換為當前幀C，跳轉至S21；

S27、新鏡頭的開始：將當前幀C標記為新鏡頭的開始，清空F，preavr＝0,跳轉至S21。

3.如權利要求2所述的提取方法，其特征在于，預設窗口大小n為視頻的幀速率，取值為24、25或30。

4.如權利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述通過顏色直方圖幀差法和聚類算法，提取分割后各個鏡頭視頻幀的一個或多個關鍵幀；包括：

S31、將幀集m等分，取每一部分第一幀作為初始聚類中心；

S32、對于幀集中的每一幀，分別計算到m個聚類中心的距離，加入到與聚類中心距離最小的類簇中，更新聚類中心，跳轉至S33；

S33、判斷是否達到終止條件，所述終止條件為迭代次數是否達到最大迭代次數或者聚類中心不再變化；若達到終止條件，跳轉至S34；若未達到終止條件，重復S32；

S34、從幀集中分別選取到算法結束時離m個聚類中心距離最近的幀作為關鍵幀輸出。

5.如權利要求1所述的提取方法，其特征在于，對圖片內像素的HSV色彩值進行聚類，得到每張關鍵幀圖片的配色方案；包括：

S41、從圖片中隨機取k個像素點作為初始聚類中心，k為數據可視化配色所需要的色彩數目；

S42、對于圖片中的每一個像素點，計算與k個聚類中心的距離，加入到距離最近的聚類中心的類簇中，更新聚類中心，跳轉至S43；

S43、判斷是否達到終止條件，所述終止條件為迭代次數是否達到最大迭代次數或者是否達到指定精度；若達到終止條件，跳轉至S44；若未達到終止條件，重復S42；

S44、取算法結束后的距離每個聚類中心最近的像素點色彩作為配色輸出，即輸出圖片中包含的像素的色彩值。

6.如權利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述輸出配色方案，將當前配色方案應用于數據可視化配色；包括：

輸出視頻的一系列配色方案，根據視頻播放實時顯示配色方案，將當前配色方案應用于數據可視化配色；或，

輸出圖片的配色方案，將當前配色方案應用于數據可視化配色，按像素反向填充到原始圖片。