[发明专利]一种基于图像聚类的数据可视化配色的提取方法

权利要求书

1.一种基于图像聚类的数据可视化配色的提取方法，其特征在于，包括：

输入视频或图片；

通过可调大小的滑动窗口分割所述视频，得到多个镜头视频帧；

通过颜色直方图帧差法和聚类算法，提取分割后各个镜头视频帧的一个或多个关键帧；

逐个对提取到的关键帧图片内像素的HSV色彩值进行聚类，得到每张关键帧图片的配色方案；或者，对输入的图片内像素的HSV色彩值进行聚类，得到图片的配色方案；

输出配色方案，将当前配色方案应用于数据可视化配色。

2.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述通过可调大小的滑动窗口分割所述视频，得到多个镜头视频帧；包括：

定义当前帧C，待计算距离的帧集合F，预设窗口大小n，当前帧C与滑动窗口内帧集合F的距离平均为avr,上一帧C’与滑动窗口内帧集合F’的距离平均为preavr；

S21、读取当前帧C，判断F是否为空；若为空，将当前帧C加入F中，avr＝0，跳转至S25；若不为空，跳转至S22；

S22、计算当前帧C与帧集F中所有帧的色彩直方图向量的余弦距离，取算数平均值avr,跳转到S23；

S23、判断avrpreavr*9且preavr0且avr0.1是否同时成立，若成立，跳转至S27；若不成立，跳转到S24；其中，avrpreavr*9表示帧间连续性的突变，preavr0表示前一帧不是新镜头的开始，avr0.1表示新镜头开始应与上一镜头每一帧有足够大的差异；

S24、判断帧集F中帧的数量是否小于n，若小于n，将当前帧C加入F中，跳转至S25；若大于等于n，跳转至S26；

S25、不是新镜头的开始，窗口未满，处理下一帧：preavr＝avr,跳转到S21；

S26、不是新镜头的开始，窗口填满：滑动窗口按时序向后移一帧，因计算集合为无序状态，为减少计算量，将帧集合中帧序号最小的一帧替换为当前帧C，跳转至S21；

S27、新镜头的开始：将当前帧C标记为新镜头的开始，清空F，preavr＝0,跳转至S21。

3.如权利要求2所述的提取方法，其特征在于，预设窗口大小n为视频的帧速率，取值为24、25或30。

4.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述通过颜色直方图帧差法和聚类算法，提取分割后各个镜头视频帧的一个或多个关键帧；包括：

S31、将帧集m等分，取每一部分第一帧作为初始聚类中心；

S32、对于帧集中的每一帧，分别计算到m个聚类中心的距离，加入到与聚类中心距离最小的类簇中，更新聚类中心，跳转至S33；

S33、判断是否达到终止条件，所述终止条件为迭代次数是否达到最大迭代次数或者聚类中心不再变化；若达到终止条件，跳转至S34；若未达到终止条件，重复S32；

S34、从帧集中分别选取到算法结束时离m个聚类中心距离最近的帧作为关键帧输出。

5.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，对图片内像素的HSV色彩值进行聚类，得到每张关键帧图片的配色方案；包括：

S41、从图片中随机取k个像素点作为初始聚类中心，k为数据可视化配色所需要的色彩数目；

S42、对于图片中的每一个像素点，计算与k个聚类中心的距离，加入到距离最近的聚类中心的类簇中，更新聚类中心，跳转至S43；

S43、判断是否达到终止条件，所述终止条件为迭代次数是否达到最大迭代次数或者是否达到指定精度；若达到终止条件，跳转至S44；若未达到终止条件，重复S42；

S44、取算法结束后的距离每个聚类中心最近的像素点色彩作为配色输出，即输出图片中包含的像素的色彩值。

6.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述输出配色方案，将当前配色方案应用于数据可视化配色；包括：

输出视频的一系列配色方案，根据视频播放实时显示配色方案，将当前配色方案应用于数据可视化配色；或，

输出图片的配色方案，将当前配色方案应用于数据可视化配色，按像素反向填充到原始图片。