【图像分割】RGB颜色分层图像分割【含Matlab源码 516期】

本文介绍了使用Matlab进行图像分割的方法,通过K-means聚类算法对bird_small.tiff图像进行分段,提供了详细的源代码和2014a版本Matlab环境。作者还分享了相关仿真实验和优化算法的应用示例。

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🔊博主简介:985研究生,Matlab领域科研开发者;

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⛄一、图像分割简介

理论知识参考:【基础教程】基于matlab图像处理图像分割【含Matlab源码 191期】

⛄二、部分源代码

clear all; close all; clc;
A = double(imread(‘bird_small.tiff’));% 载入图片
dim = size(A,1); % 图片行数
k = 16; % 颜色分类的层数
means = zeros(k, 3); % Initialize means to randomly-selected colors in the original photo.
rand_x = ceil(dimrand(k, 1));%初始means是k行k列随机数作为聚类中心
rand_y = ceil(dim
rand(k, 1));
for i = 1:k
means(i,:) = A(rand_x(i), rand_y(i), 😃;%在图像中找到初始聚类中心
end
for itr=1:100
s_x=zeros(k,3);
s_ind=zeros(k,1);
for i=1:dim
for j=1:dim
r=A(i,j,1);g=A(i,j,2);b=A(i,j,3);
[val ind]=min(sum((repmat([r,g,b],k,1)-means).^2,2));
%repmat(A,k,1)对A矩阵进行k行的复制
s_x(ind,:)=s_x(ind,:)+[r,g,b];
s_ind(ind)=s_ind(ind)+1;
end
end
for ii=1:k
if s_ind(ii)>0
s_x(ii,:)=s_x(ii,:)./s_ind(ii);
end
end
d=sum(sqrt(sum((s_x-means).^2,2)));%计算距离
if d<1e-5
break
end
means=s_x;
end
means = round(means);
itr

figure; hold on
for i=1:k
col = (1/255).*means(i,:);
rectangle(‘Position’, [i, 0, 1, 1], ‘FaceColor’, col, ‘EdgeColor’, col);
end
axis off
large_image = double(imread(‘bird_large.tiff’));
figure;imshow(uint8(round(large_image)));
large_dim = size(large_image, 1);
for i = 1:large_dim
for j = 1:large_dim
r = large_image(i,j,1); g = large_image(i,j,2); b = large_image(i,j,3);

    large_image(i,j,:) = means(ind,:);
end 

⛄三、运行结果

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⛄四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1]赵勇,方宗德,庞辉,王侃伟.基于量子粒子群优化算法的最小交叉熵多阈值图像分割[J].计算机应用研究. 2008,(04)

3 备注
简介此部分摘自互联网,仅供参考,若侵权,联系删除

🍅 仿真咨询
1 各类智能优化算法改进及应用

生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化

2 机器学习和深度学习方面
卷积神经网络(CNN)、LSTM、支持向量机(SVM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)、极限学习机(ELM)、核极限学习机(KELM)、BP、RBF、宽度学习、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN实现风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断

3 图像处理方面
图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知

4 路径规划方面
旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、车辆协同无人机路径规划、天线线性阵列分布优化、车间布局优化

5 无人机应用方面
无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配

6 无线传感器定位及布局方面
传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化

7 信号处理方面
信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化

8 电力系统方面
微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置

9 元胞自动机方面
交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长

10 雷达方面
卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合

<think>好的,我现在需要解释用户关于PDF分层压缩的具体原理的问题。首先,我需要回忆PDF中压缩技术的基本知识,然后重点放在“分层压缩”上。用户可能对PDF内部的压缩机制不太了解,所以得从基础开始,逐步深入。 首先,PDF文件通常会使用各种压缩算法来减小文件大小,比如Flate(ZIP)、JPEG、JPEG2000、CCITT等。分层压缩可能指的是多重压缩策略,或者按内容类型分层的压缩方式。但用户提到的“分层压缩”可能需要更具体的定义,因为在PDF规范中并没有明确的“分层压缩”术语,可能需要结合上下文来理解。 可能用户指的是在PDF中不同对象或内容类型采用不同的压缩方法,形成层次化的压缩结构。例如,文本、图像、矢量图形使用不同的压缩算法,或者分层次逐步压缩。或者,可能是指PDF内容的分层结构,比如将文档分为多个层(图层),每个层单独压缩,这在可编辑的PDF或包叠加内容的文件中常见,如工程图纸或带有注释的文档。 需要确认分层压缩的具体定义。根据我的知识,PDF支持分层内容,称为Optional Content Groups(OCGs),允许内容按层组织,用户可以选择显示或隐藏。这些层可能独立压缩,但不确定是否压缩方式不同。或者,可能是指PDF的增量更新功能,每次更新形成一个新的层次,但这也可能涉及压缩策略的变化。 另一个可能性是,分层压缩指在生成PDF时,先对某些元素进行无损压缩,再对整体进行有损压缩,形成不同的压缩层次。例如,文本使用Flate无损压缩,图像使用JPEG有损压缩,这样在整体上形成分层压缩结构。 需要梳理这些可能性,并组织成清晰的解释。可能需要先介绍PDF中常见的压缩方法,然后讨论分层的内容结构(如OCGs),再结合压缩策略说明如何分层应用不同的压缩技术。同时要注意用户的背景,可能不是技术专家,所以需要用通俗的语言,避免过于专业的术语,同时保持准确性。 另外,用户之前的提问是关于PDF对象模型,现在转向压缩技术,可能需要说明两者之间的联系,比如对象模型中不同对象(如流对象)可能应用不同的压缩方法,形成分层压缩的结构。 需要确保回答的结构清晰,分点说明原理、技术实现、应用场景等,并举例说明,帮助用户理解。同时,注意检查LaTeX格式是否正确,比如数学公式或技术术语是否需要用$...$包裹,但根据用户当前的查询,可能不需要太多公式,更多的是技术流程的解释。 最后,总结分层压缩的优势和实际应用,比如减小文件大小、优化不同内容类型的压缩效率等,确保回答全面且有帮助。</think>在PDF技术中,**分层压缩**通常指根据内容类型或结构层级采用差异化的压缩策略,以兼顾文件大小和内容保真度。以下是其核心原理和应用场景的详细说明: --- ### 一、分层压缩的底层逻辑 PDF的分层压缩并非单一技术,而是通过**内容分层**与**算法适配**实现: 1. **内容分类分层** 将PDF内容按类型划分为不同层级(如文本、图像、矢量图形),每层独立选择最佳压缩算法。 2. **压缩算法适配** 针对不同内容特性选择无损/有损压缩,例如: - **文本/矢量图形**:优先无损压缩(如Flate/ZIP),避免信息丢失。 - **自然图像**:适用有损压缩(如JPEG),牺牲部分细节换取更高压缩率。 - **二值图像(扫描文档)**:使用CCITT Group 4等专为黑白图像优化的算法。 --- ### 二、分层压缩的技术实现 #### 1. **基于对象模型的差异化压缩** PDF通过**流对象(Stream Objects)**存储压缩数据,每个流可独立定义压缩方法: ```pdf 5 0 obj << /Length 256 /Filter [/FlateDecode /DCTDecode] % 分层压缩:先Flate无损压缩,再JPEG有损压缩 >> stream ...压缩后的二进制数据... endstream endobj ``` - **多级过滤**:通过`/Filter`字段叠加多个压缩算法(如先Flate再DCT),逐层优化压缩效果。 #### 2. **Optional Content Groups(OCGs)的独立压缩** - **分层内容管理**:将可选的图层(如注释、水印)定义为OCGs,每个图层可单独压缩。 - **动态加载**:仅在需要时解压显示特定层,减少内存占用(如交互式PDF)。 --- ### 三、实际应用场景 | 场景 | 分层压缩策略 | |---------------------|----------------------------------------------------------------------------| | **图文混合文档** | 文本用Flate压缩,图片用JPEG2000压缩,避免文本边缘模糊 | | **工程图纸(CAD导出)**| 矢量线条无损压缩(Flate),背景图像有损压缩(JPEG) | | **扫描版合同** | 文本层OCR后Flate压缩,印章层用CCITT Group 4压缩,减少黑白噪点占用空间 | --- ### 四、分层压缩的优势 1. **平衡质量与体积** 关键内容(如文字)无损压缩保证可读性,非关键内容(如图片)有损压缩节省空间。 2. **提升渲染效率** 分层解压减少CPU负载(例如仅解压当前显示页面的图层)。 3. **支持增量更新** 新增内容(如注释)作为独立压缩层附加到文件,避免全局重压缩。 --- ### 五、技术局限性 - **兼容性风险**:部分老旧阅读器可能不支持叠加压缩算法(如`/Filter [/FlateDecode /JPXDecode]`)。 - **复杂度增加**:多层压缩需维护各层的元数据和交叉引用,可能影响文件解析速度。 --- ### 六、总结 PDF的分层压缩本质是**“分而治之”策略**,通过内容分类和算法匹配实现高效存储。这一机制与PDF对象模型紧密结合(如流对象定义压缩方式),是优化PDF性能与兼容性的关键技术之一。
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