请用python给出对灰度图01.jpg进行分割的代码,具体要求是,先用kmeans聚类产生初始聚类中心,分为4类,然后以这些初始聚类中心来初始化粒子群,用粒子群算法得到全局最优聚类中心,再用这个聚类中心带入fcm算法进行图像分割
时间: 2023-06-14 07:03:13 浏览: 101
好的,我为您提供一份Python代码来实现这个任务,其中使用了`sklearn`库来进行KMeans聚类,使用了`pso`库来进行粒子群聚类:
```python
import numpy as np
import cv2
from sklearn.cluster import KMeans
from pso import PSO
# 读入图像
img = cv2.imread('01.jpg', 0)
# 进行KMeans聚类
kmeans = KMeans(n_clusters=4, random_state=0).fit(img.reshape(-1, 1))
init_centers = kmeans.cluster_centers_
# 定义FCM算法
def fcm(data, clusters, m, epsilon=0.01, max_iter=100):
centers = np.random.rand(clusters, data.shape[1])
centers /= np.sum(centers, axis=1, keepdims=True)
for i in range(max_iter):
dist = np.linalg.norm(data[:, None, :] - centers[None, :, :], axis=2)
membership = 1 / dist ** (2 / (m - 1))
membership /= np.sum(membership, axis=1, keepdims=True)
new_centers = np.sum(membership[:, :, None] * data[:, None, :], axis=0) / np.sum(membership, axis=0)[:, None]
if np.linalg.norm(new_centers - centers) < epsilon:
break
centers = new_centers
return centers, membership
# 定义适应度函数
def fitness(x):
_, membership = fcm(img.reshape(-1, 1), 4, 2, max_iter=10, centers=x)
return -np.sum(membership ** 2)
# 进行粒子群聚类
pso = PSO(func=fitness, dim=4, pop=40, max_iter=50, lb=np.zeros((4,)), ub=np.ones((4,))*255, w=0.8, c1=0.6, c2=0.6)
pso.run()
global_centers = pso.gbest
# 最终的聚类中心
centers = np.vstack((init_centers, global_centers))
# 进行FCM分割
_, membership = fcm(img.reshape(-1, 1), 8, 2, max_iter=10, centers=centers)
labels = np.argmax(membership, axis=1).reshape(img.shape)
# 显示结果
cv2.imshow('input', img)
cv2.imshow('output', labels*64)
cv2.waitKey(0)
```
这个代码会先读入`01.jpg`这张灰度图像,然后使用`sklearn`库进行KMeans聚类,得到4个初始聚类中心。然后使用`pso`库进行粒子群聚类,得到全局最优聚类中心。最后将初始聚类中心和全局最优聚类中心合并,带入FCM算法进行图像分割。最终结果以灰度图像的形式显示出来。
请注意,这个代码需要安装`sklearn`和`pso`库。您可以使用以下命令来安装:
```bash
pip install scikit-learn
pip install pso
```
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