对利用FCM算法对灰度图像进行聚类的图像进行掩膜提取写python代码

时间: 2023-06-16 07:02:24 浏览: 59
以下是利用FCM算法对灰度图像进行聚类,并提取掩膜的Python代码: ```python import numpy as np from sklearn.cluster import KMeans from skimage import io import matplotlib.pyplot as plt def fcm(image, clusters, m=2, max_iter=100, error=1e-5): """ Fuzzy C-means clustering algorithm Args: image: input grayscale image clusters: number of clusters m: fuzziness parameter max_iter: maximum number of iterations error: error tolerance Returns: membership: membership matrix """ # Initialize membership matrix randomly rows, cols = image.shape membership = np.random.rand(rows, clusters) membership = membership / np.sum(membership, axis=1)[:, np.newaxis] # Iterate until convergence or maximum number of iterations reached for i in range(max_iter): # Calculate centroids centroids = np.dot(image.T, membership) / np.sum(membership, axis=0) # Calculate distances distances = np.zeros((rows, clusters)) for j in range(clusters): distances[:, j] = np.linalg.norm(image - centroids[j], axis=1) # Update membership matrix membership_new = 1 / (distances ** (2 / (m - 1))) membership_new = membership_new / np.sum(membership_new, axis=1)[:, np.newaxis] # Check for convergence if np.linalg.norm(membership - membership_new) < error: break membership = membership_new return membership # Load image image = io.imread('image.jpg', as_gray=True) # Apply FCM clustering clusters = 2 membership = fcm(image, clusters) # Extract mask mask = np.argmax(membership, axis=1).reshape(image.shape) # Display results fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(10, 5)) ax[0].imshow(image, cmap='gray') ax[0].set_title('Original Image') ax[1].imshow(mask, cmap='gray') ax[1].set_title('Mask') plt.show() ``` 其中,`fcm()` 函数实现了FCM算法,返回聚类的成员矩阵。`image` 表示输入的灰度图像,`clusters` 表示聚类的数量,`m` 表示模糊度参数,`max_iter` 表示最大迭代次数,`error` 表示误差容限。该函数返回聚类的成员矩阵。 在主程序中,首先加载灰度图像,然后调用 `fcm()` 函数进行聚类。接着,利用 `np.argmax()` 函数提取最大成员值对应的聚类标签,得到掩膜。最后,利用 `plt.imshow()` 函数显示原始灰度图像和掩膜。

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