EX 12: Spectral clustering for image segmentation

http://scikit-learn.org/stable/auto_examples/cluster/plot_segmentation_toy.html

此範例是利用Spectral clustering來區別重疊的圓圈,將重疊的圓圈分為個體。

  1. 建立一個100x100的影像包含四個不同半徑的圓

  2. 透過np.indices改變影像顏色複雜度

  3. spectral_clustering區分出各個不同區域特徵

(一)引入函式庫

引入函式庫如下: 1. numpy:產生陣列數值 2. matplotlib.pyplot:用來繪製影像 3. sklearn.feature_extraction import image:將每個像素的梯度關係圖像化 4. sklearn.cluster import spectral_clustering:將影像正規化切割

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

from sklearn.feature_extraction import image
from sklearn.cluster import spectral_clustering

(二)建立要被區分的重疊圓圈影像

  • 產生一個大小為輸入值得矩陣(此範例為100x100),其內部值為沿著座標方向遞增(如:0,1,...)的值。

l = 100
x, y = np.indices((l, l))
  • 建立四個圓圈的圓心座標並給定座標值

  • 給定四個圓圈的半徑長度

  • 將圓心座標與半徑結合產生四個圓圈圖像

  • 將上一段產生的四個圓圈影像合併為img使其成為一體的物件

  • mask為布林形式的img

  • img為浮點數形式的img

  • 用亂數產生的方法將整張影像作亂數處理

接著將產生好的影像化為可使用spectral_clustering的影像

  • image.img_to_graph 用來處理邊緣的權重與每個像速間的梯度關聯有關

  • 用類似Voronoi Diagram演算法的概念來處理影像

最後用spectral_clustering將連在一起的部分切開,而spectral_clustering中的各項參數設定如下:

  • graph: 必須是一個矩陣且大小為nxn的形式

  • n_clusters=4: 需要提取出的群集數

  • eigen_solver='arpack': 解特徵值的方式

開一張新影像label_im用來展示spectral_clustering切開後的分類結果

(三)完整程式碼

Python source code:plot_segmentation_toy.py

http://scikit-learn.org/stable/_downloads/plot_segmentation_toy.py

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