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Python 影像處理:有效地將像素值分配給最近的預定義值

2022-10-26 16:25:05 軟體工程

我實作了一種演算法,該演算法使用 opencv kmeans 來量化灰度影像中存在的唯一亮度值。量化唯一值有助于避免偏向通常都是相同值的影像背景。

然而,我很難找到一種方法來利用這些資料來量化給定的輸入影像。

我實作了一個非常幼稚的解決方案,但是對于所需的輸入大小(4000x4000)來說它非常慢:

for x in range(W):
    for y in range(H):
        center_id = np.argmin([(arr[y,x]-center)**2 for center in centers])
        ret_labels2D[y,x] = sortorder.index(center_id)
        ret_qimg[y,x] = centers[center_id]

基本上,我只是將每個像素調整到具有最小平方誤差的預定義級別。

有什么辦法可以更快地做到這一點?我試圖處理大小為 4000x4000 的影像,但此實作完全無法使用。

完整代碼:

def unique_quantize(arr, K, eps = 0.05, max_iter = 100, max_tries = 20):

    """@param arr: 2D numpy array of floats"""

    H, W = arr.shape

    unique_values = np.squeeze(np.unique(arr.copy()))

    unique_values = np.array(unique_values, float)

    if unique_values.ndim == 0:
        unique_values = np.array([unique_values],float)

    unique_values = np.ravel(unique_values)

    unique_values = np.expand_dims(unique_values,1)

    Z = unique_values.astype(np.float32)

    criteria = (cv2.TERM_CRITERIA_EPS   cv2.TERM_CRITERIA_MAX_ITER,max_iter,eps)

    compactness, labels, centers = cv2.kmeans(Z,K,None,criteria,max_tries,cv2.KMEANS_RANDOM_CENTERS)

    labels = np.ravel(np.squeeze(labels))
    centers = np.ravel(np.squeeze(centers))

    sortorder = list(np.argsort(centers)) # old index --> index to sortorder

    ret_center = centers[sortorder]
    ret_labels2D = np.zeros((H,W),int)
    ret_qimg = np.zeros((H,W),float)

    for x in range(W):
        for y in range(H):
            center_id = np.argmin([(arr[y,x]-center)**2 for center in centers])
            ret_labels2D[y,x] = sortorder.index(center_id)
            ret_qimg[y,x] = centers[center_id]

    return ret_center, ret_labels2D, ret_qimg

編輯:我再次查看了輸入檔案。大小實際上是 12000x12000。

uj5u.com熱心網友回復:

由于您的影像是灰度影像(大概是 8 位),因此查找表將是一種有效的解決方案。一次將所有 256 個灰度級映射到最近的中心就足夠了,然后將其用作轉換表。即使是 16 位范圍(65536 個條目)也會顯著加速。

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/gongcheng/519703.html

標籤:Python表现opencv图像处理k-均值

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