第25卷第11期赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)VoL 25 No 112009年11月Journal of Chifeng University(Natural Science Edition)HGFA算法的應(yīng)用馮海琴(赤峰學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古赤峰024000摘要:文[中提出的HGFA算法是一種很有效的模糊聚類算法,有較好的應(yīng)用價(jià)值本文對(duì)HGFA算法的應(yīng)用進(jìn)行了研究,將HGFA算法應(yīng)用在了灰度圖像二值化中,它不需要設(shè)定闥值.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可以較好的分離出目標(biāo)圖像關(guān)鍵詞:HGFA算法;應(yīng)用;灰度圖像;二值化中圖分類號(hào):0159文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-260X(200)11-0005-021引言像的取值范圍是[0,1門如果灰度級(jí)僅為黑白兩種,聚類分析作為一種無(wú)監(jiān)督分類方法,已經(jīng)被廣則稱為二值圖像泛地應(yīng)用于模式識(shí)別數(shù)據(jù)挖掘、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模1.2灰度圖像的二值化糊控制等許多領(lǐng)域所謂圖像的二值化是指通過(guò)設(shè)定閾值( thresh-在數(shù)字圖像處理中,二值圖像占有非常重要的d)把灰度圖像變成只有兩個(gè)灰度值分別表示圖地位,特別是在實(shí)用的圖像處理中,以二值圖像處像的目標(biāo)和背景的二值圖像它的操作過(guò)程是先由理為核心構(gòu)成的系統(tǒng)是很多的,要進(jìn)行二值圖像的用戶指定一個(gè)閾值,如果圖像中的某像素的灰度值處理與分析,首先要把灰度圖像二值化得到二值小于該閾值,則將該像素的灰度值設(shè)置為0,否則圖像現(xiàn)有的二值化方法可以概括為兩類:全局閾將灰度值設(shè)置為1函數(shù)表達(dá)式如下:值法和局部閾值法在圖像二值化中自動(dòng)閾值選0fxy)≤t取問(wèn)題是圖像分割的關(guān)鍵所在由于閾值選擇法以1 f(x, y)>t所獲取的直方圖為依據(jù),自動(dòng)選擇分割門限,使之其中t為指定的閾值具有快速、便于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)但因?yàn)樵摲椒▽?duì)于獲對(duì)圖像進(jìn)行二值化的好處是:在對(duì)圖像進(jìn)一步取圖像的環(huán)境要求極為嚴(yán)格,從而大大限制了閾值處理時(shí),圖像的幾何性質(zhì)只與0和1有關(guān),不再涉類方法的應(yīng)用其實(shí)在一定意義上圖像二值化可以及到像素的灰度值,使處理變得簡(jiǎn)單,而且數(shù)據(jù)的作為一個(gè)聚類問(wèn)題來(lái)解決,它不需要選擇閾值所壓縮量很大.例如,一幅300×300×Bit的灰度圖以本文將用HCFA算法將灰度圖像聚類,達(dá)到二象,二值化以后的數(shù)據(jù)量只有300×300×Bit,這給值化的目的存儲(chǔ)和處理帶來(lái)了很大的方便,同時(shí)也提高了系統(tǒng)首先介紹兩個(gè)相關(guān)的概念的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性所以在數(shù)字圖像處理中,經(jīng)常需要11灰度圖像將灰度圖像二值化灰度圖像是指物體的二維強(qiáng)光度函數(shù)fxy)2用HGFA算法對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化(0≤fxy)≤L-1),其中xy是空間的坐標(biāo),任意點(diǎn)x,21算法的基本思想y處的數(shù)值fxy厘正比于圖像在該點(diǎn)的亮度(灰度級(jí)把灰度圖像中每個(gè)像素點(diǎn)作為一個(gè)數(shù)據(jù)樣本L),非負(fù)有界二實(shí)變量函數(shù)表示一幅灰度圖像,它把像素的灰度值作為樣本的特征,將灰度圖像所有是在空間的坐標(biāo)和亮度上均已離散化的圖像可以像素點(diǎn)聚成兩類,再將兩類中像素的灰度值分別變把一幅灰度圖像考慮為一個(gè)矩陣,其行和列表示圖為0,1)即可像中的一個(gè)點(diǎn),而相應(yīng)的矩陣中的元素的值表示該算法的具體步驟描述:點(diǎn)的灰度級(jí)中國(guó)煤化T的灰度圖像轉(zhuǎn)若灰度圖像的像素都是unt8類的,則它們的換成整數(shù)值范圍是0255:若圖像是 double類的,則像該點(diǎn)人 ICNMHG個(gè)點(diǎn)的特征為的數(shù)據(jù)集素的取值就是浮點(diǎn)數(shù)規(guī)定雙精度型歸一化灰度圖(2)運(yùn)用HGFA對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行聚類聚類數(shù)為25(3)將中心值較低的一類的所有點(diǎn)的灰度值變行參數(shù)取最大代數(shù)為100代,種群大小為50,交為0,中心值較高的一類的所有點(diǎn)的灰度值變?yōu)?.又概率為06,變異概率為003,分類數(shù)為222實(shí)驗(yàn)結(jié)果二值化的結(jié)果分別如圖3和圖4所示中從圖在本實(shí)驗(yàn)中,采用的圖像是在圖像處理中經(jīng)常中可以看出,用HGFA法對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化可用到的Lena(圖1)和 Cameraman(圖2)圖,它們都以較好的分離出目標(biāo)圖像是大小為256x256,256灰度級(jí)的對(duì)于HGFA的運(yùn)3總結(jié)圖1lena原圖圖2 cameraman原圖圖3二值化后的lena圖圖4二值化后的 cameraman圖HGFA算法具有較好的通用性和有效性,是一種有較大應(yīng)用價(jià)值的模糊聚類算法可以用其解決參考文獻(xiàn):與聚類有關(guān)的問(wèn)題本文將HGFA算法用在了對(duì)灰(〔1〕馮海琴,王日棟改進(jìn)的遺傳模糊混合聚類算法度圖像二值化處理中,取得了比較好的效果另外0赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009(2):5-8.這也說(shuō)明了HGFA算法在處理大數(shù)據(jù)集時(shí)的有效(2〕義龍,自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)研究Dl吉林工業(yè)大〔3] Rafael C. gonzalez、 Richard E Woods.數(shù)宇圖像處理(第二版)M北京:電子工業(yè)出版社,2003.中國(guó)煤化工CNMHG