[发明专利]一种基于傅里叶频谱特征的图像块聚类方法

摘要

一种基于傅里叶频谱特征的图像块聚类方法，首先，对每个图像块进行二维快速傅里叶变换以获取傅里叶域所对应的幅度谱；然后，设定幅度谱上频率能量最大的方向为第一方向D，将主要谱线方向的数目定为图像块结构复杂度C，并计算频率分量并设定频率分量标记；最后根据每个图像块的第一方向D，结构复杂度C和频率分量标记进行聚类。本发明的方法采用频率谱图提取图像块结构复杂度、结构方向性以及频率成分分布，以此设计联合结构、方向和对比度特性的协同相似性度量标准，以实现快速、细致的图像块数据集合的聚类。

主权项

1.一种基于傅里叶频谱特征的图像块聚类方法，其特征在于：首先，对每个图像块进行二维快速傅里叶变换以获取傅里叶域所对应的幅度谱；然后，设定幅度谱上频率能量最大的方向为第一方向D；根据幅度谱的频率能量总和设定阈值，并根据频率能量大于该阈值所需的方向数目设定结构复杂度C；计算频率分量并设定频率分量标记F_l，F_m，F_h，所述频率分量标记是通过将频谱图划分为低、中、高三种频率分量，根据所有图像块频率分量的各均值判定分量标记；最后，根据每个图像块的第一方向D，结构复杂度C和频率分量标记，定义其指标[D，C，F_l，F_m，F_h]，将具有相同指标的图像块划分到同一聚类；对幅度谱采样K个方向，将每个方向上的各频率点的幅度值相加得到该方向的频率能量，谱线的频率能量降序排列为{S₁，S₂，...，S_K}，将最大频率能量的方向作为该幅度谱的第一方向D；根据频率能量大于指定阈值所需的方向数目设定结构复杂度，具体为：当第一方向的频率能量大于设定阈值时，即S₁＞τS，常数τ＜1，记为结构复杂度C＝1；当第一方向、第二方向的频率能量之和大于设定阈值时，即S₁+S₂＞τS，记为结构复杂度C＝2；当第一方向、第二方向和第三方向的频率能量之和大于设定阈值时，即S₁+S₂+S₃＞τS，记为结构复杂度C＝3；其余情况下，记为结构复杂度C＝4；其中S是图像块所对应的傅里叶频谱图中的能量总和；分别计算各图像块的频谱图的低、中、高三种频率分量f_{l_n}，f_{m_n}和f_{h_n}，并计算所有聚类图像块的低、中、高三种频率分量的平均值和通过下式得到该图像块的频率分量标记F_l，F_m，F_h，