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专利号: 2015106632921
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)采用二分K均值聚类方法对影像进行量化;

(2)在量化影像中,计算各尺寸窗口下各个像素对应的局部同质性指标,并将该指标作为该像素的像素值,从而获得多尺度J-image影像序列,再利用地物的上下文信息对多尺度J-image影像序列进行分割;

(3)根据多尺度J-image影像序列中最小尺度影像的分割结果和D-S证据理论,将所有对象与其所有相邻的对象进行合并,得到最终的分割结果。

2.根据权利要求1所述基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于,步骤(1)的具体过程如下:(a)设定量化影像中灰度级总数K=256;

(b)初始化聚类表

(c)将所有像素作为一个类,加入到聚类表DT中;

(d)从聚类表DT中选择一个聚类进行分裂;

(e)使用K均值聚类方法将该聚类划分为两个聚类,遍历所有可能的二分情况,并计算对应的残差平方和SSE;

(f)选择SSE最小的两个聚类,更新聚类表DT,当聚类个数达到256时,进入步骤(g),否则返回步骤(c);

T

(g)根据聚类表生成隶属关系T,获得调色板D=[d1,d2,...,d256],其中dy表示聚类中心,y∈[1,256];根据隶属关系及聚类中心进行颜色替换,获得量化影像。

3.根据权利要求1或2所述基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于,步骤(2)的具体过程如下:计算尺寸为M×M的特定尺寸窗口下所有像素对应的局部同质性指标J-value,并将各像素的J-value作为该像素的像素值,得到该尺度下的J-image,逐步减小M,从而获得一组多尺度J-image影像序列St=(S1,S2...,ST);

对最大尺度J-image影像ST进行分块处理,将ST划分为由尺寸为MT×MT像素构成的子图像,其中MT的值与计算尺度ST的特定尺寸窗口的尺寸相同;

计算每个子图像的阈值TJ,将每个子图像内部小于其阈值的像素作为种子点,采用

4-connectivity方法获得种子区域,其余像素按照J-value值从小到大逐个并入相邻的种子区域,从而获得最大尺度ST下的分割结果;

利用ST提取的对象边界将尺度ST-1分割为由对象集合 组成的J-image影像,其中GT-1为对象总数;在ST-1中,以每个对象为基本单元,采用与ST中每个子图像相同的策略提取种子点,并进行区域增长,遍历所有对象,获得尺度ST-1下的分割结果;

利用ST-1下获得的分割结果,对下一尺度ST-2采用与ST-1相同的分割策略,以此类推,直至对最小尺度S1完成分割。

4.根据权利要求3中基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于,局部同质性指标J-value的计算过程如下:在量化影像中,将每个像素z对应的坐标z(x,y)作为该像素的像素值;令z(x,y)∈Z,Z为以z为中心,尺寸为M×M的窗口中所有像素的集合,且窗口中的角点被去除;

定义N为以z为中心的窗口中的像素总数,则均值m:

定义mp为窗口中属于相同灰度级p的所有像素均值,Zp为窗口中属于灰度级p的所有像素的集合,P为量化影像中的灰度级总数,则窗口中属于同一灰度级像素的方差和SW定义为:定义SA为窗口中所有像素的总体方差:

则局域同质性指标J-value为:

J=(SA-SW)/SW (4)

5.根据权利要求4所述基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于,阈值TJ的计算公式:TJ=μJ+aσJ (5)

其中,μJ和σJ分别为各子图像内像素J-value的均值和标准差,a为预设常数。

6.根据权利要求5所述基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于:a=0.2。

7.根据权利要求3所述基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于,步骤(3)的具体过程如下:(A)将尺度S1分割结果提取的对象边界映射到所有尺度的J-image中,每个尺度J-image都能获得统一的对象集合 其中N1为尺度S1分割结果中的对象总数;

(B)对于每个尺度J-image的对象集合,确定其中任意一个对象的所有相邻对象,并计算该对象分别与其各个相邻对象之间的相似性SSIM;

(C)根据该对象与其相邻对象之间的相似性SSIM以及D-S证据理论,确定它们是否合并,并将需要合并的对象进行合并;

(D)遍历所有尺度J-image的所有对象,直到没有能够合并的区域为止,从而获得最终分割结果。

8.根据权利要求7所述基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于,对象与其相邻对象之间相似性SSIM的计算公式:其中,A、B分别对象RA与其相邻对象RB对应的特征向量;μA,μB,σA,σB,σAB分别是A与B的均值、标准差、方差以及两者的协方差;C1,C2是为了防止当分母接近零时产生不稳定现象所添加的常数。

9.根据权利要求8所述基于局域同质性指标的多尺度遥感影像分割方法,其特征在于:C1=0.2,C2=0.8。