基于优化活动轮廓模型的SAR影像海陆分割方法研究*

SAR（合成孔径雷达）影像具有很强的乘性斑噪,给图像分割带来了困难。本文利用Gamma分布拟合SAR影像,并将其用于构造基于区域信息的能量泛函,提出了一种基于活动轮廓模型的SAR影像海陆自动分割方法。该方法在能量泛函中同时融合了边缘信息和区域信息,既有利于边界精确定位又有利于降低乘性斑噪的影响,利用活动轮廓演化模型,通过变分水平集方法推动活动轮廓曲线向海岸线演化,在最小化特定的能量泛函的约束下,使活动轮廓与海岸线重合,达到影像分割的目的。同时针对该模型提出了优化方法提高其计算效率,使本文提出的分割算法更加实用。     

基于Otsu与海域统计特性的SAR图像海陆分割算法

合成孔径雷达图像海陆分割在海面目标检 测、海岸线提取等海洋应用方面具有重要的意义。针对合成孔径雷达图像的特点,本文了提 出粗阈值与精确阈值相结合的海陆分割算法,并提供了一套完整的海陆分割方案。首先 利用改进的Otsu法计算粗阈值,获得大致海域范围;然后根据海域统计特性近似高斯分布的 特点,在分析了高斯分布统计特性的基础上,结合粗阈值分割结果,提出了计算出精确的分 割阈值的方法,进而获得准确的海陆分割图像;最后通过去除杂散点进一步完善分割结果。 实验结果表明,本文提出的方法具有较高的处理精度和较快的处理速度。     

基于自动阈值分类的高分辨率影像海陆分界线自动提取

海陆分界线的变化对滩涂面积和湿地系统变化具有指示作用并且影响航运活动,因而需提取海陆分界线.视海陆分界线为陆地(包括淤泥质潮滩)和海水(包括河道)的瞬时分界线.首先,构建近红外—绿—蓝波段的假彩色图像,进行色彩、对比度增强和双边滤波处理;其次,构建海陆分界线提取指数(Sea-land Boundary Extracti...     

一种基于海陆边界跟踪的快速海陆分割方法

海陆分割是进行船舶检测、海岸线提取的基本前提之一。当前海陆分割方法需要对图像进行逐像素处理,因此计算量大。提出一种只需处理海陆边界区域图像的分割方法,用以快速准确地获取海陆边界。首先提取图像4个边缘的基于边缘信息的EBT纹理特征,获取海陆边界种子块。然后从该种子块出发,利用EBT纹理特征进行边界块跟踪,实现快速海陆分割。实验结果表明,所提方法具有较好的分割效果,与目前主流的分割方法比较,时间花费大幅减少。     

基于神经网络的遥感图像海陆语义分割方法

针对海陆语义分割中陆地、码头形状多样,背景目标复杂等情况造成的像素分类错误、边界分割模糊等问题,提出了一种新的基于深度卷积神经网络的遥感图像海陆语义分割方法。该方法以端对端的训练方式实现了对目标的逐像素分类,为了解决海陆分割中像素分类错误,设计以不同尺度图像为输入的三个并行的编码结构,通过融合不同尺度的特征图,丰富特征代表算子的语义信息,增大像素分类准确率。为了解决海陆分割中边界分割模糊,通过设计能够融合编码结构中低层精细位置信息的解码结构,对特征图进行更加精确的上采样,恢复像素的密集位置信息,提高海陆分割准确度。为有效验证所提网络框架的优势,构建了海陆分割数据集HRSC2016-SL进行算法性能比较。与最新的语义分割算法相比,所提算法取得了更好的分割结果。     

改进的ROEWA算子用于SAR图像的海陆分离

加权指数平均比率（ROEWA）边缘检测算子是一种较好的适用于SAR 图像的边缘检测算子,但是使用梯度计算的方法不能准确地确定边缘的方向。针对这一问题,由于SAR图像受乘性噪声干扰,对图像取对数,将乘性噪声转化为加性噪声的形式,结合Canny算子计算边缘方向。根据陆地图像边缘丰富,海洋区域平滑的特点,以及陆地和海洋在灰度上的差异,结合区域生长完成海洋和陆地的分割。实验表明将改进的ROEWA算子用于海陆分离,检测效率和精度都比较高,且鲁棒性好。     

SAR图像的最优分割方法

根据SAR图像的概率密度函数获得图像的拟然函数,然后将似然函数和边界约束方程结合起来,提出适合于SAR图像分割的代价函数,其中边界约束方程引入邻域结构信息来保证区域边界的规则性,通过使代价函数最小来获得图像的最优分割。算法首先将原图分割成一定大小的块状区域作为初始分割,每一区域代表一个类别;然后随机调整相邻两个区域之间的像素,通过比较代价函数的变化,利用模拟退火算法确定接受该调整的概率。模拟退火是一种求解全局最优的算法,当温度趋向于0时,它可以获得使代价函数最小的SAR图像的分割。最后,利用基于相似性的融合方法对分割进行后期处理,将相似的较小的区域融合成较大的区域,使得分割更合理。我们将该算法应用到一些SAR测试图像上,获得了比较满意的结果。     

基于数学形态学的SAR图像分割方法

图像分割是遥感图像处理中很重要的一步。因SAP图像通常带有较强的嗓声，用传统的边缘检测方法效果不理想。作者利用数学形态学开闭运算和混合滤波，可据目标的形状选用算法中的探针，取得了较好的滤波去噪和目标分割的效果。     

贝叶斯框架下基于曲波特征加权的SAR影像分割

为了探究各特征在SAR影像分割中的作用规律,提出一种贝叶斯框架下基于曲波特征加权的SAR影像分割方法.首先,利用曲波变换提取像素的多尺度光谱特征,构成像素特征矢量,为了探究提取的多尺度光谱特征在SAR影像分割中的作用规律,赋予该矢量中的每个特征分量不同的贡献权重,并利用上述特征和贡献权重定义特征加权影像;然后,划分影像域,并在贝叶斯框架下构建基于曲波特征加权的SAR影像分割模型;同时利用马尔可夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo, MCMC)算法和最大期望值(expectation maximization, EM)算法实现影像分割和权重估计;最后,利用所提出方法和4种对比方法对SAR影像进行分割实验,通过其定性及定量评价结果验证所提出方法不仅能够自适应地确定特征在影像分割的作用,还能有效提高SAR影像分割精度,表明所提出方法在SAR影像多特征分割中的优势.     

基于空间特征的SAR图像分割方法研究

空间矩阵描述了不同区域间的相邻概率。SAR图像具有不同地域呈现不同纹理的特征,并且区域间有较大的对比度,因此SAR图像的空间矩阵具有同类区域间相邻概率最大,异类区域间相邻概率较小的特点。利用这一特点,该文提出了一种基于空间矩阵的图像分割的方法。该方法将空间矩阵作为适应度,用遗传算法可以使分割阈值收敛到最优,并在阈值搜索的过程中用孤立点检测的方法消除相干斑噪声的影响。仿真结果表明,这是一种有效的SAR图像区域分割方法。     

基于冰情图的极地SAR海冰图像分割

冰情图在极区安全航行、气候研究等方面具有重要价值,但其存在不能提供像素级的定位信息、对密集度的估计较粗略等缺陷。基于此,提出一种基于冰情图的边缘保持区域型MRF分割方法。依据冰情图从SAR图像中提取子图像,进行SRAD滤波、分水岭初始分割、区域型MRF分割,合并各子图像得到最终分割结果,实现人工解译和计算机解译的结合,得到像素级的结果,具有物体边缘定位准确、分割效率高、可并行化处理等优点。实验结果表明,该方法对极区SAR海冰图像均具有良好的分割效果。     

基于SAR图像的自动船只检测模型与算法实现

船只检测是实现船只航行安全的重要方法之一,利用SAR图像可实现船只检测。本文论述了海上船只检测的方法、过程及相应的算法。根据实际检测多位于存在陆地和岛屿的近海图像,利用分形维作为海陆分割的阈值,采用改进的分裂合并算法进行分割,并利用轮廓跟踪及种子填充消除分割遗留的孤立区域,使得海陆分割达到了较好的效果。在比较、试验的基础上,船只检测中采用了改进的CFAR算法,依据视数的不同选择不同的杂波模型,既消除了杂波模型参数计算复杂性,又取得了较好的时效性。通过试验证明,本文提出的算法在实际检测中取得了较好的效果,识别率高、虚景率低且实时性好。     

基于最小错误率的SAR图象分割方法研究

文章提出了一种基于最小错误率的SAR图象自动分割算法。对直方图呈现出多模分布特征的SAR图象,首先运用有限高斯混合分布对SAR图象特征空间的数据统计模型进行估计;其次基于最小错误率原理选取SAR图象自动分割阈值,在先验概率未知和估计条件下,获得目标及其阴影区域的检测结果;最后对两种图象分割结果进行了分析并与SAR图象目标检测的经典方法-恒虚警(CFAR)目标检测方法作了比较。仿真结果表明在先验概率估计下的图象自动分割具有明显的优势和较大的应用潜力。     

基于多特征的SAR图像的无监督分割

针对合成孔径雷达(SAR)图像灰度变化大、纹理复杂及边界模糊等特点提出了一种基于多特征的sAR图像的无监督分割方法。首先提取了SAR图像的局部矩特征与灰度共生矩阵的统计量(对比度、相关度、嫡、同质性)特征;然后利用主元分析(PCA)的方法对这些有用的特征进行降维处理以得到含有足够类别信息的2维特征;最后使用Mcan Shift方法对具有2维特征信息的像素进行自动聚类。由于Mcan Shift聚类过程中无需提供类别数,因此,这种处理是一个无监督的自动分割过程。采用了多幅SAR图像和13rodatz纹理合成图像做分割实验,结果证明:本方法与单一利用灰度共生矩阵或矩特征的方法相比,分割的准确性明显提高。     

基于边缘检测的SAR图像自适应区域分割

受相干斑噪声影响,合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）图像成像质量低,目标判读困难。针对传统方法对SAR图像分割存在噪声敏感、细节缺失、过度分割等问题,提出一种基于边缘检测的SAR图像自适应区域分割方法。首先引入双边滤波构建级联滤波器,对SAR图像进行保边抑噪;然后建立基于纹理复杂度的阈值估算模型,实现阈值自适应目标SAR图像边缘检测;最后提出基于边缘特征的自适应区域生长分割方法,较好解决了传统区域生长算法对SAR图像分割时出现的过度生长和过度分割之间的矛盾问题。该方法综合利用了SAR图像二维熵、边缘灰度信息、区域灰度信息,实现了对单极化目标SAR图像的自动分割。实验表明,相较于其他传统分割方法,该方法保边抑噪能力更强,目标细节检测更准确,较好解决了SAR图像过分割问题。     

基于小波变换的SAR图像分割

SAR(合成孔径雷达)图像包含有相干斑噪声,传统方法不能很好地对SAR图像进行分割,该文结合SAR图像和小波变换多分辨分析的特点,提出了一种新的SAR图像分割方法。首先利用小波变换提取SAR图像的纹理特征信息,然后根据SAR图像噪声在小波域中的分布特点对SAR图像进行滤波,最后以SAR图像小波能量纹理特征和滤波后的灰度组成特征向量对SAR图像进行分割。实验结果表明,该方法是一种有效的SAR图像分割方法。     

一种有效的基于时空联合的视频对象自动分割新算法

针对具有复杂背景的视频序列中运动物体的分割问题,在利用Canny算法将空间边缘信息结合到基于变化的分割技术的基础上,提出在预处理阶段对视频序列的灰度图进行局部对比度增强处理,以增加前景物体与背景对比度的观点,首先解决了许多视频分割算法都存在的对比度较低带来的分割困难问题,同时通过设计3×3模板的滤波器来滤除对比度增强之后引入的少量噪声;然后针对复杂背景的情况,设计了一种视频对象自动分割新算法,该算法利用随机信号的统计特性累计得到算法所需的背景来实现背景信息的自动获取;最后利用背景累积过程中分类讨论的观点,解决了物体停止运动时间较长时造成分割丢失的问题。实验结果表明,该算法可以有效地将运动物体从视频序列中自动地分割出来。