kmeans-colors

使用 k-means++ 初始化对图像进行 k-means 聚类，以计算图像中的 k 个平均颜色。

kmeans-colors 包裹了一个通用的 k-means 库，该库支持 Lloyd 和 Hamerly 算法，用于任意数据类型。k-means 可以找到图像的主要颜色或调色板。此 crate 中的其他应用包括二值化和“颜色风格”转换。

要作为库使用，请将以下内容添加到您的 Cargo.toml 中；添加 palette_color 功能以启用 palette 颜色类型。可执行文件构建可以在 https://github.com/okaneco/kmeans-colors/releases 中找到。

[dependencies.kmeans_colors]
version = "0.6"
default-features = false

1) 基本用法

k-means 聚类通过从图像中的 k 个颜色的初始随机猜测（称为 centroids）开始工作。对于每一步，遍历图像中的每个像素以找到与它颜色最接近的质心。然后，质心计算靠近它们的所有颜色的平均值并将移动到该颜色。这个过程重复进行，直到质心停止移动或达到最大步数。

kmeans_colors -i gfx/pink.jpg -k 2 -o pink2

上面的动画是使用前面的命令从 k=2 到 k=9 的 k-means 聚类的组合。 -k 是要在图像中找到的颜色数量。 -r 是要执行的运行次数，-o 指定输出。默认情况下，图像将保存为 .png 文件。不需要 -o 选项。

2) 调色板

kmeans_colors -i gfx/mountains.jpg --no-file --palette

kmeans_colors -i gfx/pink.jpg --no-file --palette --proportional

kmeans_colors -i gfx/flowers.jpg --no-file --palette --proportional --sort

默认情况下，调色板将由大小相等的色块组成。通过传递--proportional将按比例缩放色块以反映其在图像中的存在。默认排序方式是从暗到亮，通过传递--sort将按颜色出现频率从高到低排序调色板。还可以指定调色板的--height和--width以及输出名称，使用--op。传递-k 1将生成图像的平均颜色。--no-file用于跳过保存原始图像的结果。

3) find子命令

a) 二进制费里斯轮例子

我们可以使用k-means清理这个涂鸦并从中提取线条。这篇文章是折叠的，上面涂满了荧光笔和蓝色铅笔，纸的背面也有墨迹。

kmeans_colors -i gfx/ferris.jpg -k 2 -o gfx/ferris-2color.png

第一次尝试使用2种颜色，不幸的是，这只能拾取荧光笔的颜色和墨迹及纸张的平均颜色。

kmeans_colors -i gfx/ferris.jpg -k 3 -o gfx/ferris-3color.png

接下来，我们尝试k=3。这要好得多，并且显示我们可以将记号笔颜色与墨迹分开。但这还不是我们想要的。

kmeans_colors find -c 000000,ffffff -i gfx/ferris.jpg -o gfx/ferris-find.png

有效黑白分离的解决方案是使用带有-c选项的find子命令，这允许我们指定黑色(#000000)和白色(#ffffff)。k-means算法只需要一次迭代即可找到与通过-c传递的颜色最接近的颜色。

b) --replace标志

使用--replace，我们在图像上运行k-means计算，并用我们自己的自定义颜色替换中心点。我们输入的颜色将按从暗到亮的顺序替换中心点，我们使用的颜色数量将是我们计算的k-means中心点的数量；如果我们指定4种颜色，我们将使用与示例1中相同的-k 4替换我们计算的色组。

我们可以将左侧图像的平均颜色转移到右侧的灯笼上。运行以下命令按从暗到亮的顺序打印下面的12种颜色，以十六进制形式。

kmeans_colors -i gfx/flowers.jpg -p -k 12 --no-file

492f38,6c363e,8d444e,ae525b,8c6779,677a9b,b87078,4b95bb,a499b0,d7969d,e3b8c0,c5c6da

然后，我们可以使用这些颜色在右侧图像上使用-选项。

kmeans_colors find -i gfx/lanterns.jpg -c 492f38,6c363e,8d444e,ae525b,8c6779,677a9b,
b87078,4b95bb,a499b0,d7969d,e3b8c0,c5c6da --replace

kmeans_colors find -i gfx/lanterns.jpg -c 492f38,6c363e,8d444e,ae525b,8c6779,677a9b,
b87078,4b95bb,a499b0,d7969d,e3b8c0,c5c6da

kmeans_colors find -i gfx/ferris-find.png -c de4a18,bee0fa --replace -o gfx/ferris-replace.png

gfx/pink.jpg
Score: 62.90416
Score: 0.05048233
Iterations: 1
4e5f60,dc5d5c
0.6605,0.3395