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专利号: 2019109817415
申请人: 中国矿业大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于分水岭的极化SAR影像超像素分割方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:采用ROA边缘检测法,利用极化SAR图像相干矩阵或协方差矩阵计算梯度图;

步骤2:设置超像素个数N,根据超像素个数,将图像按照规则网格进行划分,均匀布设标记点;

步骤3:将梯度值视为高程值,梯度图视为地形图,以标记点为注水点,模拟注水过程,进行加入空间约束的标记分水岭分割;

步骤3.1:计算与已标记点m相邻的像素点i的优先级Pi(m);

该优先级是像素点i所处位置的梯度Gi、像素点i与标记点m之间的空间距离Di(m)、以及空间约束参数s的函数,表达式为:Pi(m)=f(Gi,Di(m),s)

步骤3.2:按照优先级大小进行排序,优先级大的像素点优先标记为m,并返回步骤3.1,继续计算其相邻像素的优先级,直到所有像素都计算完成;

当某个像素x与超过一个已标记点相邻,并且其标记值不同,则将该点x标记为边缘像素;

步骤4:利用极化SAR图像相干矩阵或协方差矩阵,计算边缘像素与邻接区域的非相似度,将其合并到非相似度最小的邻接区域中。

2.根据权利要求1所述的一种基于分水岭的极化SAR影像超像素分割方法,其特征在于:所述步骤1中,采用ROA边缘检测法计算梯度图,具体步骤如下:步骤1.1:设置检测模板参数l、w、d、θ,获得n=π/θ个模板;其中,l是模板长度,w是模板宽度,d是模板区域R1和R2间的距离,θ是模板对应的角度;检测模板的中心像素点为待检测点;

步骤1.2:对n个不同方向θ下的模板,计算模板区域R1和R2之间的梯度G12(θ),获得n个梯度值;其中,梯度的计算公式为:G12(θ)=2ln|X1+X2|‑ln|X1|‑ln|X2|+2qln2其中,X1、X2分别表示方向θ下模板区域R1和区域R2的q×q的极化SAR图像相干矩阵或协方差矩阵,q表示矩阵维度;

步骤1.3:将步骤1.2所得n个梯度值中的最大值记为Gmax,作为待检测点的最终梯度值;

所有像素计算完毕后,得到梯度图。

3.根据权利要求1所述的一种基于分水岭的极化SAR影像超像素分割方法,其特征在于:所述步骤2中,设置扰动半径r,标记点最终的布设位置在初始布设位置的半径r范围内梯度最小的点上。

4.根据权利要求1所述的一种基于分水岭的极化SAR影像超像素分割方法,其特征在于:所述优先级的计算公式为:式中,P表示优先级,G表示梯度,s表示空间约束参数,D表示空间距离,L表示超像素边长。

5.根据权利要求4所述的一种基于分水岭的极化SAR影像超像素分割方法,其特征在于:所述超像素边长L计算公式为:式中,I为图像总像素数、N为超像素个数。

6.根据权利要求1所述的一种基于分水岭的极化SAR影像超像素分割方法,其特征在于:所述步骤4中非相似度的计算公式为:diag

式中,Li,j表示边缘像素i与其邻接区域j的非相似度,T 表示3×3的相干矩阵中对角线元素组成的矢量,||·||1表示1‑范数。

7.根据权利要求1‑6任一所述的一种基于分水岭的极化SAR影像超像素分割方法,其特征在于:所述步骤4中,在完成边缘像素处理后,将像素数小于阈值nth,并且与邻接区域非相似度最小值小于阈值Lth的区域合并到其非相似度最小的邻接区域中,实现噪声区域消除。