python中学习K-Means和图片压缩

yipeiwu_com6年前Python基础

大家在学习python中,经常会使用到K-Means和图片压缩的,我们在此给大家分享一下K-Means和图片压缩的方法和原理,喜欢的朋友收藏一下吧。

通俗的介绍这种压缩方式,就是将原来很多的颜色用少量的颜色去表示,这样就可以减小图片大小了。下面首先我先介绍下K-Means,当你了解了K-Means那么你也很容易的可以去理解图片压缩了,最后附上图片压缩的核心代码。

K-Means的核心思想

k-means的核心算法也就上面寥寥几句,下面将分三个部分来讲解:初始化簇中心、簇分配、簇中心移动。

初始化簇中心

随机取簇中心若是不幸,会出现局部最优的情况;想要打破这种情况,需要多次取值计算来解决这种情况。

代价函数

代码实现

J = zeros(100,1);
M = size(X,1);
min = inf;
for i = 1:100
%随机取k个样本点作为簇中心
randidx = randperm(M);
initial_centroids = X(randidx(1:K),:);
%将所得的中心点进行训练
[centroids0, idx] = runkMeans(X, initial_centroids,10);
for k = 1:M 
J(i) = J(i) + sum((X(k,:) - centroids0(idx(M),:)).^2); 
end
%取最小代价为样本中心点
if(min > J(i))
centroids =centroids0;
end
end

簇分配

将样本点分配到离它最近的簇中心下

tmp = zeros(K,1);
for i = 1:size(X,1)
for j = 1:K
tmp(j) = sum((X(i,:) - centroids(j,:)).^2);
end
[mins,index]=min(tmp);
idx(i) = index;
end

簇中心移动

取当前簇中心下所有样本点的均值为下一个簇中心

for i = 1:m
centroids(idx(i),:) = centroids(idx(i),:) + X(i,:);
end

for j = 1:K
centroids(j,:) = centroids(j,:)/sum(idx == j);
end

图片压缩

% 加载图片
A = double(imread('dragonfly.jpg'));
% 特征缩减
A = A / 255; 
img_size = size(A);
X = reshape(A, img_size(1) * img_size(2), 3);
K = 16; 
max_iters = 10;

%开始训练模型
initial_centroids = kMeansInitCentroids(X, K);
[centroids, idx] = runkMeans(X, initial_centroids, max_iters);

%开始压缩图片
idx = findClosestCentroids(X, centroids);
X_recovered = centroids(idx,:);
X_recovered = reshape(X_recovered, img_size(1), img_size(2), 3);
%输出所压缩的图片
subplot(1, 2, 2);
imagesc(X_recovered)

相关文章

使用Python的SymPy库解决数学运算问题的方法

摘要:在学习与科研中,经常会遇到一些数学运算问题,使用计算机完成运算具有速度快和准确性高的优势。Python的Numpy包具有强大的科学运算功能,且具有其他许多主流科学计算语言不具备的免...

pygame实现五子棋游戏

pygame实现五子棋游戏

本文实例为大家分享了pygame五子棋游戏的具体代码,供大家参考,具体内容如下 1.设置棋盘 五子棋标准棋盘是15x15的,如果我们每个格子的大小是40x40的话,棋盘应该是40x(15...

基于python中__add__函数的用法

运算符重载 _add ##定义:让自定义的类生成的对象(实例)能够使用运算符进行操作 class Vector01: ‘'‘定义一个一维向量''' def init(self,x...

selenium+python自动化测试之页面元素定位

selenium+python自动化测试之页面元素定位

上一篇博客selenium+python自动化测试(二)–使用webdriver操作浏览器讲解了使用webdriver操作浏览器的各种方法,可以实现对浏览器进行操作了,接下来就是对浏览器...

对DataFrame数据中的重复行,利用groupby累加合并的方法详解

对DataFrame数据中的重复行,利用groupby累加合并的方法详解

pandas读取一组数据,可能存在重复索引,虽然可以利用drop_duplicate直接删除,但是会删除重要信息。 比如同一ID用户,多次登录学习时间。要计算该用户总共‘'学习时间‘',...