基于图的图像分割算法python

时间: 2023-12-20 17:04:05 浏览: 27
图像分割是计算机视觉领域的一个重要任务,它的目标是将图像划分成多个区域,使得每个区域内的像素具有相似的特征。基于图的图像分割算法是一种常用的分割方法,它通过构建图来描述图像中的像素之间的关系,然后基于图上的最小割或最大流算法来实现分割。 下面是一个基于图的图像分割算法的Python实现: ```python import numpy as np import cv2 import networkx as nx def build_graph(img): height, width, channels = img.shape graph = nx.DiGraph() for i in range(height): for j in range(width): node_num = i * width + j if j < width - 1: weight = np.sum(np.abs(img[i, j] - img[i, j + 1])) graph.add_edge(node_num, node_num + 1, weight=weight) if i < height - 1: weight = np.sum(np.abs(img[i, j] - img[i + 1, j])) graph.add_edge(node_num, node_num + width, weight=weight) if i < height - 1 and j < width - 1: weight = np.sum(np.abs(img[i, j] - img[i + 1, j + 1])) graph.add_edge(node_num, node_num + width + 1, weight=weight) if i < height - 1 and j > 0: weight = np.sum(np.abs(img[i, j] - img[i + 1, j - 1])) graph.add_edge(node_num, node_num + width - 1, weight=weight) return graph def segment_image(img, k): graph = build_graph(img) height, width, channels = img.shape nodes = graph.nodes() edges = graph.edges() num_nodes = len(nodes) node_map = {} for i, node in enumerate(nodes): node_map[node] = i weights = np.array([graph[u][v]['weight'] for u, v in edges]) max_weight = np.max(weights) min_weight = np.min(weights) normalized_weights = (weights - min_weight) / (max_weight - min_weight) normalized_weights = k * normalized_weights graph = nx.Graph() graph.add_nodes_from(range(num_nodes)) for i, (u, v) in enumerate(edges): weight = normalized_weights[i] graph.add_edge(node_map[u], node_map[v], weight=weight) segments = nx.algorithms.cut_normalized(graph) groups = {} for i, seg in enumerate(segments): groups[i] = set([nodes[n] for n in seg]) output_img = np.zeros((height, width), dtype=np.uint8) for i, group in groups.items(): for node in group: i, j = divmod(node, width) output_img[i, j] = i + j return output_img # 示例 img = cv2.imread('test.png') segments = segment_image(img, 100) cv2.imshow('Segmented Image', segments) cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows() ``` 在这个例子中,我们首先使用`build_graph`函数来构建一个图,其中图的节点表示图像中的每个像素,边表示相邻像素之间的关系。然后我们使用`segment_image`函数对图像进行分割,其中参数`k`表示对边权值的缩放因子。 最后,我们将分割结果显示出来。

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