[發明專利]一種基于尺度劃分和區域生長的聚類方法

在審

• 申請號: 202110237844.8
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112836766A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 賈云偉;郝晨翔;吳江波;王坤;姚城斌
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 侯力

1.一種基于尺度劃分和區域生長的聚類方法，包括如下步驟：

步驟1：構造一個W×H的零矩陣，該零矩陣可以看作是亮度值為0，分辨率為W×H的圖片，記作A；

步驟2：映射；從數據庫中獲取數據集，并將數據集中數據點的初始坐標通過如下公式(1)所示的規則映射到圖片A中，

在公式(1)中，x₀和y₀分別表示的是數據點的原始橫坐標和縱坐標，x_min和x_max分別表示的是數據點原始橫坐標的最小值和最大值，y_max和y_min分別表示的是數據點原始縱坐標的最大值和最小值，x和y分別表示的是圖片A中對應映射點的橫坐標和縱坐標，D_x，y表示的是在圖片A中的(x，y)處的亮度值，經過映射之后，圖片A中的亮度值發生了變化，將亮度值發生變化的圖片A標記為C1；

步驟3：劃分尺度；通過步驟2獲得的C1記為第一尺度，其它尺度的計算公式如公式(2)所示，

在公式(2)中的CK_i，j表示的是在(i，j)處的亮度值，K表示第K尺度；CL_q，p表示的是第L尺度下在(q，p)處的亮度值；C2_i，j表示的是第2尺度下(i，j)處的亮度值；C1_k，l表示的第1尺度下(k，l)處的亮度值；

步驟4：尺度選擇；通過步驟3能夠獲得一些列尺度，需要從這一系列尺度中選出合適的尺度，具體的選擇規則用公式(3)來描述，

在公式(3)中，N_i表示的是亮度值為1的“樣本點”的個數，此處的“樣本點”與初始的樣本點不同，此處的“樣本點”代表的是某一區域中原始樣本點的集合，i表示尺度的大小，ΔN_i為兩個尺度下亮度值為1的“樣本點”的個數的差值，N_i-1、ΔN_i-1與此含義類似，thred為設置的閾值；

步驟5：區域生長；在確定了合適的尺度之后，需要在該尺度下進行區域生長，在該尺度下亮度值最大為4，最小為0；初始的種子點選擇的是亮度值為4的“樣本點”，然后隨著亮度值的逐漸減小，區域生長半徑也逐漸減小，區域生長的規則如公式(4)所示，

在公式(4)中，D_z，w表示的是在(z，w)處的亮度值，D_i，j與此含義類似；i和z表示的是橫坐標，j和w表示的是縱坐標；

步驟6：聚類結果顯示；當區域生長完成之后，將“樣本點”返回至初始的樣本點，并將不同的簇中的樣本點用不同的顏色標記。

2.根據權利要求1所述的基于尺度劃分和區域生長的聚類方法，其特征在于，步驟1中，W＝1000，H＝1000。

3.根據權利要求1或2所述的基于尺度劃分和區域生長的聚類方法，其特征在于，步驟4公式(3)中，閾值thred＝0.75。