基于改进JSEG算法的高分辨率遥感图像分割方法

JSEG算法是一种有效的彩色图像分割方法,但该方法直接用于遥感图像分割时,往往会出现因遥感图像区域边界较模糊而导致区域边界分割不准确,或因区域阴影而导致的过分割现象。为了解决上述问题,提出基于改进JSEG算法的遥感图像分割方法,该方法利用能更好描述区域内颜色的同质性的局部同质矩阵来校正传统JSEG算法中的局部J值,以实现对区域边界的准确反映,提高区域边界分割的准确性;利用图像的LBP/C纹理特征,合并具有相似纹理信息的颜色类,以减弱传统JSEG算法的过分割现象。仿真实验验证了上述方法的有效性。     

一种快速高分辨率遥感影像分割算法

高分辨率遥感影像(如IKONOS 影像)海量数据、复杂细节的特点决定了高分辨率遥感影像分割的技术难点,提出了基于同质性梯度特征、分水岭算法和最小代价合并的快速分割方法。首先对于原始图像进行同质梯度计算得到同质梯度图像;其次利用一种高效的分水岭变换获得初始分割图像;最后给出一种改进的区域合并算法来优化初始分割区域。应用于IKONOS影像的实验证明与其他的分割算法相比,采用所提出的分割方法能快速、准确地获得高分辨率遥感图像的分割结果。     

基于灰度与纹理信息融合的影像分割方法

文章提出了一种融合遥感影像像元各波段灰度信息与影像纹理信息的图像分割方法, 设计并实现了一种基于四分树的区域分开-合并算法。该方法有效地利用了遥感影像像元各波段灰度信息以及影像纹理信息, 用SPOT 5 卫星数据的实验结果表明, 该方法对影像分类以及制图工作有一定的促进作用。     

基于区域生长的多尺度遥感图像分割算法

图像分割是图像解译的关键一步,仅仅利用光谱信息的传统分割方法已不能有效地对高分辨遥感图像进行分割。鉴于高分辨率遥感图像提供了地物光谱、形状和纹理等大量信息,文章提出了一种基于区域生长结合多种特征的多尺度分割算法。首先利用图像梯度信息选取种子点;其次综合高分辨率遥感图像地物的局部光谱信息和全局形状信息作为区域生长的准则进行区域生长。迭代这两个过程,直到所有区域的平均面积大于设定的尺度面积参数则停止生长。该算法用VC实现,实验结果表明该算法能获得不同尺度下的分割结果且分割效率高、分割效果好。     

结合巴氏系数和灰度共生矩阵的遥感影像分割

针对遥感影像纹理信息丰富的特点,以及传统分水岭变换用于遥感影像分割容易出现过分割的问题,提出了一种基于巴氏系数和灰度共生矩阵的区域合并方法改进分水岭算法的分割结果。首先,利用数学形态学的方法提取原始影像的梯度图像,并且从梯度图像中获取标记;其次,在标记的梯度图像上进行分水岭变换,得到初始分割图像;最后,利用所提出的结合巴氏系数和灰度共生矩阵的区域合并方法对过分割区域进行合并,得到最终分割结果。实验结果表明,该算法既能得到连通,封闭的分割轮廓,还能有效解决分水岭分割算法的过分割问题,得到了较为准确的分割结果。     

尺度自适应的高分辨率遥感影像分水岭分割方法

高空间分辨率遥感影像的分割是面向对象分析的重要基础,大部分影像分割算法都涉及分割参数设置的问题,影像分割方法的参数自适应是影响遥感影像分割效率和效果的关键问题之一。针对传统分水岭分割算法易受噪声干扰且分割尺度参数难以自适应选择的问题,提出了一种尺度自适应的高分辨遥感影像分水岭分割方法,即在对原始影像进行中值滤波的基础上,综合考虑高分遥感影像多个波段信息,并利用区域合并进行分水岭分割,然后在空间统计学思想下,统计不同窗口下局部方差的变程实现分水岭分割参数的自适应设置,进而对高空间分辨率遥感影像进行分割。最后,以IKONOS和QuickBird高空间分辨率多光谱遥感影像作为实验数据,对提出参数自适应的分水岭分割方法的有效性进行了验证。基于分割后斑块内均质性和斑块间异质性指标构建综合评价模型,对本文提出的分割方法所得到的分割结果与不同参数序列的分割结果进行了定量比较,对比结果表明采用该分割算法能够得到较好的分割效果。因此,该方法不仅能一定程度上提高影像分割的精度,也保证了分割参数选择的自动化程度,可为今后的影像分割及参数化研究提供一种思路。     

基于自适应权重法的K-means模型对遥感图像分割

针对传统K-means算法不易获得最优质心及易于趋向局部最优的问题,提出一种基于最优权重法的K-means模型对遥感图像分割的方法。使用二维高斯函数对遥感图像进行滤波平滑处理,减少噪声对像素点的影响;依据早熟收敛度和自适应值进行调整,找到最优权重作为初始聚类中心,从而有效地跳出局部最优;将样本分配到每个聚类中心,不断进行迭代更新簇中心,直至算法最终收敛。实验结果表明,该算法的分割精度有较明显的提高。与传统的K-means分割算法及GA分割算法相比,该算法对遥感图像分割的效果更为明显。     

基于对象的高精度土地遥感影像分割技术

针对面向对象分割技术进行土地分割时出现精度缺陷及主观性因素参与过多等不足,提出一种基于对象的高精度土地遥感影像分割技术.该方法将全色波段影像的边缘图像与全色波段影像及多光谱影像第一主成分图像进行融合,得到一幅假彩色图像代替原始图像进行面向对象分割,运用基于光谱信息和空间信息的合并算法将过分割的对象合并完成分割.实验结果...     

基于组件树滤波及快速区域合并的分水岭分割算法

针对分水岭算法存在过分割的问题,提出一种结合组件树滤波及快速区域合并的图像分割算法。该算法在图像预处理阶段利用组件树来表示梯度图像且根据顺序极值计算分水岭的相对势能和属性,并对其进行滤波,从而减少梯度图像中的局部极小值。对滤波后的梯度图像进行分水岭初始分割,然后利用完美场景准则对初始分割结果进行快速区域合并。实验结果表明,采用组件树对梯度图像进行滤波能够减少由于噪声而产生的局部极小值,大大减少了分水岭初始分割区域数量,提高了区域合并的准确性,加快了合并速度。     

基于滑降的随机游走图像分割算法

为了提高传统的随机游走分割算法的性能,提出一种基于滑降算法的随机游走图像分割算法.利用图像的局部灰度信息进行滑降分割,将图像分割成多个小区域;把每个小区域作为一个节点,采用万有引力定律来定义各个节点之间的权值,利用随机游走算法产生最终的分割结果.实验结果表明,该算法有效地结合了滑降算法和随机游走算法的优点,提高了图像分割的速度和精度.     

顾及面积和位置差异的高分遥感影像分割质量评价方法

高分遥感影像分割质量对面向对象分类精度有着重要的影响,良好的影像分割质量有利于得到较高的分类精度。对高分遥感影像分割质量进行评价,从而找到最优的分割结果就显得十分重要。通过对比参考对象和分割对象之间的面积和位置差异,提出了一种新的高分遥感影像分割质量评价方法。将该评价方法应用于GeoEye-1高分遥感影像分割质量评价,试验结果表明:该评价方法能客观地评价影像分割质量,所得到的最优分割结果与参考对象边界匹配程度高,有利于影像后续的分类。     

结合面向对象方法的多层次干旱与半干旱区域城镇提取方法

在干旱与半干旱区域戈壁及沙漠等高亮地表与城镇连成一片,两者的光谱特征在中等分辨率遥感数据上非常相似;因此,利用基于像素的分类方法很难将城镇准确提取出来。根据两种地物的样本对NDVI、NDBI的分布特征统计分析得出:基于面向对象的分类方法在提取城镇信息方面有较大优势。以典型的干旱区域—黑河流域张掖市及周边地区作为研究区域,将面向对象的方法应用到具有中等分辨率的Landsat-TM数据上,提出了结合面向对象方法的多层次干旱与半干旱区域城镇提取方法。该方法首先使用分层分类的方法得到城镇和荒漠的混合影像,然后使用面向对象的分类方法精确提取城镇信息,其中分割对象过程中引入样本可分离度量化不同尺度的影像分割效果,实现最优尺度分割。结果表明:其目视效果、总体精度(94.51%)和Kappa系数(0.89),均优于支持向量机(SVM)与基于时间序列的分类方法。     

结合纹理去除的遥感图像分割

针对包含复杂纹理信息的遥感图像难以进行精准图像分割的问题,提出了一种结合纹理去除的遥感图像分割方法。首先,改进了相对全变差纹理去除方法,通过引入新的范数约束使相对全变差纹理去除方法可以在去除纹理信息的同时凸显图像中的主要结构,达到辅助分割的效果;然后,使用均值漂移算法对经过纹理去除的遥感图像进行无监督聚类,达到分割的目的;最后,提出的遥感图像分割算法在不同遥感图像上进行了测试。实验结果表明,在高分辨遥感图像的分割上,所提算法可以分割出遥感图像中的主要目标,和直接分割或者结合其他纹理去除方法相比取得了更好的分割结果。所提出的分割算法可以降低纹理信息对图像分割的影响,提高遥感图像分割的精度。     

Segmentation of High Spatial Resolution Remotely Sensed Data Using Watershed with Self-adaptive Parameterization

Segmentation of high spatial resolution remotely sensed image is the important foundation of Object\|Based Image Analysis(OBIA), most of the image segmentation algorithms involve the problem of parameter setting. Self\|adaptive Parameterization is one of the key factors that affect the efficiency and effectiveness of remote sensing image segmentation. Considering that traditional watershed segmentation algorithm is susceptible to noise and the segmentation scale parameter is difficult to be self\|adaptively chosen,this paper propose a scale self\|adaptive method in watershed segmentation. After median filtering in primary image, this paper uses spatial statistical method to realize the self\|adaptive setting of watershed segmentation parameters, and then segments the high spatial resolution remote sensing image. This study uses IKONOS and Quickbird multispectral images as experimental data to testify the validity of the method proposed by this paper. The homogeneity within the segmentation parcels and the heterogeneity between thesegmentation parcels are used to build up a synthetic evaluation model to quantitatively evaluate the segmentation results by the proposed method by comparing with different parameter sequences segmentation results. The comparison result show that the proposed method perform well in high spatial resolution image segmentation. As result, the method proposed in this paper not only improves the accuracy of image segmentation to a certain extent, but also raises the automation of the segmentation parameter selection, which provides a new way for image segmentation and the research of parameterization in the future.     

全色遥感图像中城区的快速模糊分割算法

提出一种全色遥感图像中城区的快速模糊分割算法。该算法基于模糊集理论,根据贝叶斯准则建立相应的隶属函数,并分析选取城区在全色图像中有效的特征,逐步实现城区的分割。实验以SPOT-5全色图像为例,并对模糊训练的可靠性进行分析,最后与区域增长法和多尺度几何信息分割算法进行比较。实验表明,该算法简单准确快速,能够为一些重要的应用提供有效支持。     

基于混沌布谷鸟优化的二维Tsallis交叉熵建筑物遥感图像分割

为了进一步提升建筑物遥感图像分割的准确性和运算速度,本文提出了基于混沌布谷鸟优化的二维Tsallis交叉熵的建筑物遥感图像分割方法。首先给出了二维Tsallis交叉熵的阈值选取公式,然后将Logistic混沌映射引入布谷鸟算法,进一步加快布谷鸟算法的收敛速度,最后通过该混沌布谷鸟算法优化基于二维Tsallis交叉熵的阈值寻找过程,并以得到的最优阈值分割建筑物遥感图像。大量实验结果表明,与二维倒数交叉熵法、二维Tsallis熵法、基于混沌粒子群优化的二维Tsallis灰度熵法等方法相比较,本文方法分割的目标更为准确,细节更为清晰,且运算时间更短。     

全卷积神经网络下的多光谱遥感影像分割

目的 传统的遥感影像分割方法需要大量人工参与特征选取以及参数选择,同时浅层的机器学习算法无法取得高精度的分割结果。因此,利用卷积神经网络能够自动学习特征的特性,借鉴处理自然图像语义分割的优秀网络结构,针对遥感数据集的特点提出新的基于全卷积神经网络的遥感影像分割方法。方法 针对遥感影像中目标排列紧凑、尺寸变化大的特点,提出基于金字塔池化和DUC（dense upsampling convolution）结构的全卷积神经网络。该网络结构使用改进的DenseNet作为基础网络提取影像特征,使用空间金字塔池化结构获取上下文信息,使用DUC结构进行上采样以恢复细节信息。在数据处理阶段,结合遥感知识将波段融合生成多源数据,生成植被指数和归一化水指数,增加特征。针对遥感影像尺寸较大、采用普通预测方法会出现拼接痕迹的问题,提出基于集成学习的滑动步长预测方法,对每个像素预测14次,每次预测像素都位于不同图像块的不同位置,对多次预测得到的结果进行投票。在预测结束后,使用全连接条件随机场（CRFs）对预测结果进行后处理,细化地物边界,优化分割结果。结果 结合遥感知识将波段融合生成多源数据可使分割精度提高3.19%;采用基于集成学习的滑动步长预测方法可使分割精度较不使用该方法时提高1.44%;使用全连接CRFs对预测结果进行后处理可使分割精度提高1.03%。结论 针对宁夏特殊地形的遥感影像语义分割问题,提出基于全卷积神经网络的新的网络结构,在此基础上采用集成学习的滑动步长预测方法,使用全连接条件随机场进行影像后处理可优化分割结果,提高遥感影像语义分割精度。     

基于深度学习模型的遥感图像分割方法

利用遥感图像快速准确地检测地物信息是当前的研究热点。针对遥感图像地表物的传统人工目视解译分割方法效率低下和现有基于深度学习的遥感图像分割算法在复杂场景下准确率不高、背景噪声多的问题，提出一种基于改进的U-net架构与全连接条件随机场的图像分割算法。首先，融合VGG16和U-net构建新的网络模型，以有效提取具有高背景复杂度的遥感图像特征；然后，通过选取适当的激活函数和卷积方式，在提高图像分割准确率的同时显著降低模型预测时间；最后，在保证分割精度的基础上，使用全连接条件随机场进一步优化分割结果，以获得更加细致的分割边缘。在ISPRS提供的标准数据集Potsdam上进行的仿真测试表明，相较于U-net，所提算法的准确率、召回率和均交并比（MIoU）分别提升了15.06个百分点、29.11个百分点和0.3662，平均绝对误差（MAE）降低了0.02892。实验结果验证了该算法具备有效性和鲁棒性，是一种有效的遥感图像地表物提取算法。     

无监督纹理遥感图像分形分割仿真

针对无监督纹理遥感图像分形分割时,仅利用光谱信息,没有充分利用遥感图像中的纹理信息造成过分割或是欠分割的问题,提出结合光谱信息和纹理信息的无监督遥感图像分形分割方法。方法首先借助于双边滤波算法建立双边滤波模型,对无监督遥感图像进行平滑处理,利用边缘检测算子获取无监督遥感图像的纹理梯度和光谱梯度,保留遥感图像的纹理信息。将图像纹理梯度和光谱梯度的内积范数作为K-means算法的距离测度,针对K-means算法易陷入局部寻优问题,将遗传算法与K-means算法相结合实现全局寻优,完成无监督纹理遥感图像分形分割。通过在高分辨率遥感图像上的分割对比实验,证明上述方法能充分利用遥感图像的光谱和纹理信息,分割效果良好。     

基于GPU的遥感图像IHS小波融合并行算法设计与实现

遥感图像融合是遥感图像应用的一个重要处理步骤。随着遥感图像数据规模与融合算法计算复杂度的增大,遥感图像融合面临着处理速度的挑战。最近几年,GPU计算能力得到极大提升,面向通用计算的应用得到了快速发展。本文基于GPU编程模型和硬件特性,深入研究了遥感图像融合的并行加速算法,提出了适合融合执行流的并行映射模型。本文选取计算量大、计算精度高的IHS增强小波融合算法进行GPU并行设计,并针对主流的GPU平台在数据传输、循环优化、线程设计等方面进行了优化,最后在nVIDIA GTX 460 GPU上进行了实验。实验结果表明,本文设计的并行映射模型及优化策略能够很好地适用于遥感图像融合应用,最大加速比达到了114倍。研究表明,GPU通用计算技术在遥感图像处理领域具有广阔的应用前景。