[发明专利]一种快速生成标准伪装迷彩主色的方法

摘要

一种快速生成标准伪装迷彩主色的方法，包括步骤S1对图像进行ISODATA聚类，步骤S2伪装迷彩主色筛选和步骤S3利用GJB798迷彩伪装标准色卡进行背景主色匹配，采用图像处理、ISODATA(迭代自组织聚类)、伪装迷彩主色筛选规则、颜色校对技术，对背景主色实现快速提取并快速生成标准迷彩主色；通过对经典ISODATA算法进行优化，增加收敛系数convergent和结束算法里循环的最大迭代数maxBreakOut，在保证聚类质量的基础上，大大降低了聚类时间，不仅在迷彩图案的颜色上与实际背景相似，又能准确的体现出背景的纹理特征，即迷彩图案的颜色、形状以及分布都与军事目标的背景协调一致。

主权项

1.一种快速生成标准伪装迷彩主色的方法，其特征在于：包括步骤S1～S3；步骤S1：对图像进行ISODATA聚类：S11.初始化聚类参数k、θ_N、θ_C、L、I，随机选取c个初始类中心{μ₁，μ₂，...，μ_c}，c可以与k不相等；S12.将N个样本{x⁽¹⁾，x⁽²⁾，...，x^(N)}根据最近邻原则分给最近的类，对与样本x⁽ⁱ⁾，若它到类j距离最小，则x⁽ⁱ⁾∈S_j，即c⁽ⁱ⁾：＝argmin_j||x⁽ⁱ⁾‑μ_j||²；S13.如果类j中的样本数S_j＜θ_N，则取消该样本子集，此时c减去1；S14.更新各聚类中心S15.计算各类中样本与各类中心的平均距离S16.计算所有样本与所对应类中心的总平均距离S17.判别分裂、合并及迭代运算①若迭代次数已达到最大次数I，则置θ_C＝0，转至S111；②若c≤k/2，即类中心数目小于或等于预设值的一半，则转至S18，对已有类进行分裂处理；③若迭代次数是偶数次，或c＞k/2，不进行分裂处理，转至S111，否则转至S18，进行分裂处理；S18.计算每个类中样本距离的标准差向量σ_j＝(σ_1j，σ_2j，...，σ_nj)^T其中标准差向量的各分量σ_ij为式中，i＝1，2，…，N为样本集合的维数，j＝1，2，…，c为类数，N_j为类j中的样本数；S19.求取每个标准差向量{σ_j，j＝1，2，…，c}中的最大分量σ_j^maxσ_j^max：＝argmin_iσ_ji，j＝1，2，…，cS110.在任一最大分量集{σ_j^max，j＝1，2，…，c}中，如有σ_j^max＞θ_S，同时又满足下列两个条件之一：(1)和N_j＞2(θ_N+1)，即类j中样本数超过规定值一倍以上；(2)c≤k/2；则将μ_j分裂为两个新的类中心μ_j¹和μ_j²，且_c加1；其中，μ_j¹中对应于σ_j^max的分量加上λσ_j^max，μ_j²中对应于σ_j^max的分量减去λσ_i^max；S111.计算全部类中心的距离D_ij＝||μ_i‑μ_j||，i＝1，2，...，c‑1，j＝i+1，...，c；S112.比较D_ij与θ_C的值，将D_ij＜θ_C的值按从小到大顺序依次排列，即式中S113.将距离为的两个类中心和合并，得到新的类中心为式中，被合并的两个类中心向量分别以其类域内的样本数加权，使为新的平均向量；S114.检查迭代次数，如达到最大迭代次数I，则算法结束；否则，如需改变输入参数，转至是S11，如参数不变，转入S12，同时迭代次数加1；S115.达到设定条件，算法结束；步骤S2：迷彩主色筛选：利用步骤S1得到背景在RGB颜色空间聚类的n个优势颜色，将n个优势颜色从RGB转换到Lab颜色空间下，在L通道(亮度)中，选择占比最大的颜色作为第一主色，在剩下的n‑1个颜色中根据以下公式，求出任意两色的亮度差K(c₁，c₂)，将该亮度差值与预设值D_cc进行比较，当差值大于D_cc时，再与背景平均亮度进行差值比，当该差值大于与背景平均亮度的最小差预设值D_cb时，则该颜色符合条件成为下一主色；否则，则排除该颜色，进行下一颜色筛选，直至筛选到所设定的主色数；利用下式求出任意两种主色之间的亮度差值比K_cc：其中：L_c1为主色C₁在L通道的值；L_c2为主色C₂在L通道的值；Max(L_c1，L_c2)为两主色在L通道的最大值；利用下式求出任一主色与背景平均亮度差值比K_cb：其中：L_c1为主色C₁在L通道的值；为背景b_bg在L通道的值；为任一主色与背景在L通道的最大值；具体包括步骤S21‑S24：S21.选择含有中心颜色矩阵的输入图像及设置对应参数；S22.将中心矩阵从RGB颜色空间转换到Lab空间，选择需要进行筛选的主色个数；S23.将颜色占比最大的主色作为默认主色保留，根据颜色占比从大到小依次选取主色与已保留的主色进行两色亮度差值比计算，对于满足条件的主色进行主色与背景平均亮度差值比计算并判断，符合两个条件则保留，不符合则排出，然后继续从S22进行选色判断，直至所选主色判断完成；S24.将符合条件保留的主色数量与预期需要的主色数量进行判断，如果符合条件的主色小于预期需要的主色数量，则按颜色占比大小输出符合条件的主色；若大于预期需要的主色数量，则按颜色占比大小输出预期数量的符合条件的主色；步骤S3：主色与伪装标准色卡匹配：将步骤S3得到的n个背景主色转换到L^*a^*b^*空间下，读入迷彩伪装标准色卡数据，计算各个主色与标准色卡中标准色的色差，也即在L^*a^*b^*空间下的欧氏距离{D_1i、D_2i...D_ni}，其中i为标准色卡中提供的标准色数量，利用下式求出各主色中距离最小值：根据最小距离{D_1min、D_2m...D_nmin}查找出各主色对应的标准色卡中的色号及Lab值；两主色C1(L₁，a₁，b₁)、C2(L₂，a₂，b₂)色差通过其Lab值的欧氏距离公式：具体包括步骤S31‑S34：S31.选择背景主色及需要匹配的迷彩伪装标准色卡；S32.读入标准色卡的Lab值，并将RGB的中心颜色矩阵转换到L^*a^*b^*空间下；S33.根据欧式距离公式计算各个主色与标准色卡中提供的颜色的距离；S34.在得到的所有距离中寻找各个主色的距离最小值，查找确定对应的标准色色号及Lab值。