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。     

结合导向滤波和最大概率的高光谱图像分类

针对利用滤波器提取高光谱图像的空间特征辅助光谱信息来提高高光谱图像分类精度的不足,提出导向滤波提取的空间纹理信息和最大概率结合的高光谱图像分类算法(SGD-SVM-GD)。鉴于空间纹理信息挖掘不足,该方法首先利用导向滤波提取由主成分分析降维后的高光谱图像空间纹理特征,然后将空间信息与光谱信息结合,交由支持向量机完成分类得到初始分类结果,最后结合导向滤波和概率最大化优化分类结果。实验表明,相比单纯使用光谱信息、纯空间信息和空谱结合的SVM分类方法以及边缘保持滤波的方法,所提出的SGDSVM-GD方法对高光谱图像的分类精度有较大提高,表明了该方法的有效性。     

基于分形理论的遥感影像分类研究

分形理论是非线性科学领域的一大支柱,它的提出为人们解决非线性世界的问题提供了新的思想和方法,由于分形维数与人类对图像表面纹理粗糙度的感知是一致的,利用分形理论进行遥感影像分类具有潜在的理论和应用价值。本文根据遥感影像特点,引入分形方法来描述其纹理结构特征,利用双毯覆盖模型来提取遥感影像的纹理特征,在此基础上,采用K-means算法将纹理结构特征与光谱特征相结合,进行遥感影像分类,其分类效果优于单纯采用光谱特征的分类。     

一种基于纹理方向场的图像分割方法

提出了一种基于纹理方向场的图像分割方法。根据图像平滑滤波原理构造了高斯滤波器与分块滤波器相结合的平滑方法,利用纹理梯度方向场特征形成纹理梯度图像,以此为基础用分水岭算法对图像进行分割。结果表明,将该方法应用于粘连大米颗粒图像,能有效分割粘连大米图像,较好地解决了分水岭算法的过分割问题,具有较强的边缘稳定性。     

结合分水岭的纹理梯度各向异性图像分割

目的 目前,许多图像分割算法对含有丰富纹理信息的图像的分割效果并不理想,尤其是在不同纹理的边缘信息的保持方面。为了解决这一问题,提出一种基于连续纹理梯度信息的各向异性图像分割算法。方法 在分水岭算法的基础上,引入纹理梯度各向异性算法,能够在避免纹理信息影响分割效果的前提下,最大限度地保证纹理边缘信息的完整。针对纹理特征数据敏感的特性,本文将离散的图像高度信息映射到连续的纹理梯度空间,能够有效减少由细小差异造成的过分割现象。结果 本文方法在BSD500 Dataset和Stanford Background Dataset中选择了大量的纹理信息丰富的图片与最新的分割算法进行了实验与对比。本文方法在分割效果（降低过分割现象）、保持边缘信息和分割准确率等方面均获得明显改进,并在图像分割的平均准确率方面与最新算法进行比较发现,本文算法的平均分割准确率达到90.9%,明显超过了其他最新算法,验证了本文方法的有效性。结论 本文提出的基于分水岭的纹理梯度各向异性算法对纹理图像的分割具有保边和准确的特点,采用连续梯度空间的方法能够有效地减少传统分水岭算法的过分割现象。本文方法主要适用于纹理信息丰富（自然纹理和人工纹理）的图片。     

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。     

改进Canny边缘检测的遥感影像分割

基于边缘特征的图像分割算法中,能够准确地检测出边缘是进行图像分割的前提和关键。针对目前遥感图像分割算法普遍存在鲁棒性差、易发生边缘信息缺失以及适用范围较窄的缺点,提出了一种基于改进Canny边缘检测的遥感影像分割算法。针对传统Canny高斯滤波在平滑图像的同时也模糊了边缘,改用具有保边特性的引导滤波对图像进行平滑;针对噪声对求导敏感这一问题,增加45°和135°方向梯度模板来计算图像梯度和方向;针对传统Canny算子人为设定高、低阈值的局限性问题,改用大律法自适应地根据图像灰度选取高、低阈值。为充分利用多光谱图像的优点,在进行边缘检测时采用波段分解,逐波段进行处理,随后将边缘综合成一幅结果图,最后进行区域生长。实验结果表明,与其他和传统边缘检测的分割方法相比,该方法在遥感影像分割中取得了较好的结果。     

基于非下采样Brushlet和马尔可夫随机场的图像分割

针对传统小波域马尔可夫随机场图像分割算法的纹理图像分割能力的不足,提出一种将非下采样Brushlet变换和马尔可夫随机场相结合的纹理图像分割方法。用非下采样Brushlet变换作为图像分割的特征场,有效地提取纹理图像中的高维奇异信息;利用高斯马尔可夫模型提取特征场的参数,考察图像中的光谱信息以及像素点的空间相关性对分割结果的影响。实验表明,本文算法可以有效地实现纹理图像分割,在检测纹理方向信息和区域一致性上较传统算法有较大的提高。     

一种利用花粉算法优化的遥感图像分割方法

为提高遥感图像分割的准确性与抗噪性,以学生t分布混合模型为基础,结合K-means与花粉算法的特点,将K-means算法局部寻优能力强以及花粉算法全局寻优能力强的优点相结合,提出一种基于K-means的学生t分布混合模型,用于遥感图像分割。该方法中,根据学生t分布与高斯分布以及柯西分布比较接近的特点,对花粉算法的执行过程进行改进。将K-means算法与改进后的花粉算法结合以提高聚类效果,从而快速确定混合模型参数初始值。混合模型最终参数的求解主要采用EM算法,以提高算法最终的图像分割效果。仿真图像和实际图像实验结果显示,该研究得到了比对比方法分割精度更高、稳定性更好的分割结果。     

基于形态学多重分形的遥感图像多尺度分割

提出了一种基于数学形态学的局部多重分形指数特征来描述图像中的纹理信息，并构造了基于图像四叉树的多尺度分割算法来实现遥感图像的粗分割。形态学多重分形指数能够准确而全面的刻画纹理的局部尺度特性，而多尺度分割算法可以在保持分割精度的前提下大大降低时间复杂度。在遥感图像上进行的对比实验表明，该算法在分割的效果和效率上都优于使用其他纹理特征的分割算法。     

基于改进决策树分类算法的遥感影像分类研究

针对现有分类器对遥感影像分类结果存不准确的问题,本文提出了一种基于决策树分类器的遥感影像分类方法,该方法以复合决策树Boost Tree思想为基础,首先利用分形理论中的毯模型提取遥感影像的纹理特征,根据遥感影像分类的特点,构造新的单棵决策树生成算法对遥感影像进行分类。以北京市五环内区域为研究区,使用landsat7 ETM数据源,实现了基于分形纹理特征、光谱特征的改进决策树分类。实验结果表明：通过毯模型提取的纹理特征可以很好地表达表面特征,辅以该纹理信息的改进决策树分类精度相比于只用光谱信息进行分类的精度有一定的提高,改善了分类效果。     

分形理论在遥感中的应用

论述了分形理论在遥感中的三个应用方面:①分析遥感图像的结构信息量,包括不同图像、不同地物类型;②辅助遥感图像分类,对光谱分类的结果利用分形理论进行检验或确定类型;③模拟遥感图像,根据真实图像的分维,利用分形表面产生算法并产生模拟遥感图像。     

改进的谱聚类算法在图像分割中的应用

为了消除传统的谱聚类图像分割算法存在的缺陷,提出一种改进的谱聚类图像分割算法.该算法提出余弦相似性加权矩阵,充分利用图像的纹理信息和空间临近信息构造相似性矩阵.在谱映射过程中,利用Nystr(o)m逼近策略估计相似性矩阵及其主特征向量.最后利用优化的K-means算法与优化的粒子群算法相结合的算法对得到的低维向量子空间进行聚类,避免直接采用K-means算法对初始值敏感,易陷入局部最优的缺点.实验证明该算法在运行时间和分割精度方面较传统谱聚类算法均有明显的提高.     

基于MATLAB的遥感图像棚户区识别与提取

以QuickBird遥感影像为数据源,研究在MATLAB环境下,利用灰度共生矩阵（GLCM）对QuickBird遥感图像棚户区纹理特征进行识别和提取的方法。首先,利用所选择的四个纹理特征统计量（对比度、能量、同质性和相关性）构建一个特征空间。然后运用非监督分类的方法（ISODATA算法）将研究区分成确定的类别数目。最后,根据实际情况,利用数学形态法对分类结果进行精确定位,从而提取得到研究区域的棚户区信息。     

K-means Iterative Fisher (KIF) unsupervised clustering algorithm applied to image texture segmentation

The K-means Iterative Fisher (KIF) algorithm is a robust, unsupervised clustering algorithm applied here to the problem of image texture segmentation. The KIF algorithm involves two steps. First, K-means is applied. Second, the K-means class assignments are used to estimate parameters required for a Fisher linear discriminant (FLD). The FLD is applied iteratively to improve the solution. This combined K-means and iterative FLD is referred to as the KIF algorithm. Two KIF implementations are presented: a mixture resolving approach is extended to an unsupervised binary hierarchical approach. The same binary hierarchical KIF algorithm is used to properly segment images even though the number of classes, the class spatial boundaries, and the number of samples per class vary. The binary hierarchical KIF algorithm is fully unsupervised, requires no a priori knowledge of the number of classes, is a non-parametric solution, and is computationally efficient compared to other methods used for clustering in image texture segmentation solutions. This unsupervised methodology is demonstrated to be an improvement over other published texture segmentation results using a wide variety of test imagery. Gabor filters and co-occurrence probabilities are used as texture features.     

基于流形学习的彩色遥感图像分维数估算

目的 纹理特征提取一直是遥感图像分析领域研究的热点和难点。现有的纹理特征提取方法主要集中于研究单波段灰色遥感图像,如何提取多波段彩色遥感图像的纹理特征,是多光谱遥感的研究前沿。方法 提出了一种基于流形学习的彩色遥感图像分维数估算方法。该方法利用局部线性嵌入方法,对由颜色属性所组成的5-D欧氏超曲面进行维数简约处理;再将维数简约处理后的颜色属性用于分维数估算。结果 利用Landsat-7遥感卫星数据和GeoEye-1遥感卫星数据进行实验,结果表明,同Peleg法和Sarkar法等其他分维数估算方法相比,本文方法具有较小的拟合误差。其中,其他4种对比方法所获拟合误差E平均值分别是本文方法所获得拟合误差E平均值的26.2倍、5倍、26.3倍、5倍。此外,本文方法不仅可提供具有较好分类特性的分维数,而且还能提供相对于其他4种对比方法更加稳健的分维数。结论 在针对中低分辨率的真彩遥感图像和假彩遥感图像以及高分辨率彩色合成遥感图像方面,本文方法能够利用不同地物所具有颜色属性信息,提取出各类型地物所对应的纹理信息,有效地改善了分维数对不同地物的区分能力。这对后续研究各区域中不同类型地物的分布情况及针对不同类型地物分布特点而制定区域规划及开发具有积极意义。     

基于感兴趣区域函数优化的静脉图像分割算法

提出一种基于局部感兴趣区域中熵与梯度函数优化的近红外手背静脉图像分割算法。该算法首先基于压缩感知理论对图像进行去噪。其次,通过条带波变换提取存在静脉信息的感兴趣区域,在这些区域中对建立的关于熵和梯度的函数进行约束与优化,实现静脉与背景分离。最后,融合所有区域的分割结果,完成静脉图像的分割。实验表明在处理近红外静脉图像分割问题时,该算法相对其它算法能保留更完整的静脉特征。此外,该算法对于具有纹理特征的指静脉、掌静脉图像的分割具有较好的借鉴价值。     

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。