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 19:03:13 浏览: 66
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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