基于射線補(bǔ)全區(qū)域圖和特征學(xué)習(xí)的sar圖像分割方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于射線補(bǔ)全區(qū)域圖和特征學(xué)習(xí)的SAR圖像分割方法，主要解決現(xiàn)有分割方法無(wú)法對(duì)大片農(nóng)田等勻質(zhì)區(qū)域進(jìn)行精確分割的問(wèn)題。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：1.對(duì)輸入的SAR圖像使用初始素描模型得到素描圖；2.提出射線聚類(lèi)方法對(duì)素描線進(jìn)行補(bǔ)全并獲取區(qū)域圖；3.利用區(qū)域圖將SAR圖像劃分為像素空間的聚集區(qū)域、勻質(zhì)區(qū)域和結(jié)構(gòu)區(qū)域；4.對(duì)聚集區(qū)域和勻質(zhì)區(qū)域分別利用詞袋模型進(jìn)行特征學(xué)習(xí)和聚類(lèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行分水嶺分割和素描線指導(dǎo)的超像素合并，將合并后的超像素利用灰度特征合并到勻質(zhì)區(qū)域，最終得到SAR圖像分割結(jié)果；與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的分割結(jié)果不僅具有良好的區(qū)域一致性，而且對(duì)邊界和線目標(biāo)有比較精確的定位。
【專利說(shuō)明】基于射線補(bǔ)全區(qū)域圖和特征學(xué)習(xí)的SAR圖像分割方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及SAR圖像的分割方法，可用于目標(biāo)檢測(cè)或識(shí) 別。

【背景技術(shù)】
[0002] SAR圖像分割是SAR圖像處理與解譯中基本而關(guān)鍵的技術(shù)之一，分割結(jié)果對(duì)圖像 后續(xù)處理有重要影響。由于SAR系統(tǒng)獨(dú)特的成像原理，造成了 SAR圖像中包含大量的相干 斑噪聲、復(fù)雜繁多的目標(biāo)和交雜的陰影，這些都增加了 SAR圖像分割的難度。同時(shí)由于SAR 圖像與光學(xué)圖像存在本質(zhì)上差別，許多成熟的光學(xué)圖像的分割方法都無(wú)法應(yīng)用到SAR圖像 分割中。目前SAR圖像的分割方法可以大致劃分為兩類(lèi)：基于灰度級(jí)的分割方法和基于紋 理的分割方法。但是在實(shí)際的應(yīng)用中，這兩類(lèi)方法都存在一些不足：
[0003] (1)基于灰度級(jí)的分割方法，大多以像素或超像素為處理單位，對(duì)SAR圖像進(jìn)行無(wú) 監(jiān)督的分割，但是此類(lèi)方法對(duì)SAR圖像中聚集的灰度成像明暗相間變化的區(qū)域存在過(guò)分割 現(xiàn)象，無(wú)法獲得一致較好的連通區(qū)域。
[0004] (2)基于紋理的分割方法，通過(guò)紋理分析方法提取SAR圖像中的地物紋理特征，利 用紋理特征進(jìn)行分割。此類(lèi)方法雖然能夠?qū)奂幕叶瘸擅靼迪嚅g變化的區(qū)域獲得一致的 連通分割，但是要求提供描述紋理的模型，并要求提供學(xué)習(xí)模型參數(shù)的樣本數(shù)據(jù)，屬于有監(jiān) 督的SAR圖像分割，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)SAR圖像數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，限制了該類(lèi)方法的應(yīng)用。
[0005] 初始素描模型是圖像的一種稀疏表示，它以素描線刻畫(huà)圖像灰度變化信息。西安 電子科技大學(xué)的專利申請(qǐng)"一種基于線段共生矩陣特征和區(qū)域圖的SAR圖像分割方法"（公 布號(hào)：CN103955913A，申請(qǐng)?zhí)枺?01410054795. 4,申請(qǐng)日：2014. 02. 18)中公開(kāi)了一種基于 SAR圖像初始素描模型的SAR圖像分割方法。該方法根據(jù)初始素描模型提取SAR圖像的素 描圖，依據(jù)線段灰度共生矩陣特征對(duì)素描線進(jìn)行分類(lèi)；根據(jù)線段分類(lèi)結(jié)果和空間近鄰的聚 集性分析提取SAR圖像的區(qū)域圖；依據(jù)SAR圖像的區(qū)域圖，將原SAR圖像映射為不同的區(qū) 域；使用分水嶺方法分別對(duì)聚集區(qū)域，非聚集區(qū)域和無(wú)線段區(qū)域采用分水嶺進(jìn)行邊界定位， 最終得到SAR圖像分割結(jié)果，有效的分割出了一致連通性的具有明暗灰度變化的地物聚集 區(qū)域。但是該方法存在兩處不足：1、該方法使用的素描線存在斷開(kāi)的情況，形成的非聚集區(qū) 域不夠完整；2、對(duì)于無(wú)線段區(qū)域沒(méi)有進(jìn)行精確劃分。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種基于射線補(bǔ)全區(qū)域圖和特 征學(xué)習(xí)的SAR圖像分割方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)聚集的明暗相間區(qū)域進(jìn)行連通分割，對(duì)SAR圖像勻質(zhì) 區(qū)域進(jìn)行更加精確的劃分，改善分割效果。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用射線法對(duì)缺失的素描線進(jìn)行補(bǔ)全并生成SAR圖像成區(qū) 域圖，結(jié)合詞袋模型提取區(qū)域特征，對(duì)SAR圖像進(jìn)行分割，其具體步驟包括如下：
[0008] (1)根據(jù)SAR圖像初始素描模型提取SAR圖像素描圖，該素描圖由刻畫(huà)SAR圖像灰 度變化信息的數(shù)根素描線構(gòu)成，每一根素描線由若干個(gè)素描線段構(gòu)成；
[0009] (2)提取SAR圖像區(qū)域圖：
[0010] (2. 1)將數(shù)根素描線劃分為兩類(lèi)：第一類(lèi)為代表聚集地物的素描線，第二類(lèi)為代 表邊界、線目標(biāo)和孤立目標(biāo)的素描線；
[0011] (2. 2)利用聚集區(qū)域獲取方法在素描圖上得到覆蓋聚集素描線的區(qū)域，并標(biāo)記該 區(qū)域中所有像素在素描圖中的坐標(biāo)；
[0012] (2. 3)利用射線聚類(lèi)對(duì)第二類(lèi)素描線中短缺的素描線進(jìn)行補(bǔ)全，得到封閉區(qū)域：
[0013] (2. 3a)計(jì)算每一根素描線的長(zhǎng)度，按照長(zhǎng)度由長(zhǎng)到短對(duì)這些素描線進(jìn)行排序；
[0014] (2.3b)設(shè)置計(jì)數(shù)器a = 1，設(shè)置閾值E = 21，判斷a是否小于E，如果是，則執(zhí)行 步驟（2.3c)?（2. 3i);否則，得到對(duì)第二類(lèi)素描線補(bǔ)全的結(jié)果，執(zhí)行步驟（2.4);
[0015] (2. 3c)在排序后的第a根素描線上選擇3個(gè)種子點(diǎn)，用這3個(gè)種子點(diǎn)將其所在的 素描線分為4等分線段，如果某個(gè)種子點(diǎn)恰好是某個(gè)素描線段的端點(diǎn)，則舍棄該種子點(diǎn)；
[0016] (2.3d)以每一個(gè)種子點(diǎn)為起點(diǎn)，在當(dāng)前素描線兩側(cè)沿著與素描線之間的夾角為 1?180度的180個(gè)方向向外延伸，如果延伸過(guò)程中遇到第二類(lèi)素描線或者聚集區(qū)域Al的 邊界或者對(duì)其他素描線補(bǔ)全得到的封閉區(qū)域邊界，則停止延伸，形成以種子點(diǎn)為起點(diǎn)的射 線，每一個(gè)種子點(diǎn)在素描線兩側(cè)各產(chǎn)生180條射線，根據(jù)射線與素描線夾角的大小對(duì)這些 射線排序；
[0017] (2. 3e)計(jì)算所有射線的長(zhǎng)度，用第一條射線生成第一個(gè)射線簇，對(duì)于剩余的179 條射線，將其長(zhǎng)度與其前一條射線的長(zhǎng)度進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)長(zhǎng)度之中較大的與較小的 之比小于1. 25?1. 5,則將該射線加入其前一條射線所在的射線簇，否則，用該射線生成一 個(gè)新的射線簇；
[0018] (2. 3f)設(shè)置閾值T = 5,對(duì)包含射線數(shù)目小于閾值T的射線簇進(jìn)行修正；
[0019] (2. 3g)對(duì)長(zhǎng)度突變的射線進(jìn)行修正，再次對(duì)經(jīng)長(zhǎng)度突變修正后射線數(shù)目小于閾 值T的射線簇進(jìn)行修正；
[0020] (2. 3h)連接當(dāng)前素描線的端點(diǎn)和與其在空間位置上最近鄰的射線終點(diǎn)，并依次連 接所有射線的終點(diǎn)，得到種子點(diǎn)的射線閉合圈；
[0021] (2. 3i)分別在素描線兩側(cè)合并三個(gè)種子點(diǎn)的射線閉合圈，形成素描線的射線閉合 圈，利用射線閉合圈生成補(bǔ)全的素描線，得到當(dāng)前素描線的封閉區(qū)域，將計(jì)數(shù)器a的值增 加1，執(zhí)行（2. 3b)。
[0022] (2. 4)對(duì)第二類(lèi)素描線以及補(bǔ)全的素描線，以每個(gè)素描線的每個(gè)素描點(diǎn)為中心構(gòu) 造大小為5X5的幾何結(jié)構(gòu)窗獲得結(jié)構(gòu)區(qū)域，并標(biāo)記該區(qū)域所有像素在素描圖中的坐標(biāo)；
[0023] (2. 5)將素描圖中除去聚集區(qū)域和結(jié)構(gòu)區(qū)域以外的部分作為勻質(zhì)區(qū)域，并標(biāo)記該 區(qū)域所有像素在素描圖中的坐標(biāo)；
[0024] (2.6)利用素描圖中聚集區(qū)域、結(jié)構(gòu)區(qū)域和勻質(zhì)區(qū)域中像素的坐標(biāo)，提取區(qū)域圖， 使得區(qū)域圖和素描圖中相同坐標(biāo)處的像素屬于同一種區(qū)域，并且將區(qū)域圖中屬于聚集區(qū)域 的像素的灰度值設(shè)定為255、屬于結(jié)構(gòu)區(qū)域的像素的灰度值設(shè)定為125、屬于勻質(zhì)區(qū)域的像 素的灰度值設(shè)定為〇 ;
[0025] (3)根據(jù)區(qū)域圖，將SAR圖像劃分為像素空間的聚集區(qū)域A1、像素空間的勻質(zhì)區(qū)域 A2以及像素空間的結(jié)構(gòu)區(qū)域A3 ;
[0026] (4)對(duì)聚集區(qū)域Al和勻質(zhì)區(qū)域A2分別利用詞袋模型進(jìn)行特征學(xué)習(xí)和聚類(lèi)，對(duì)結(jié)構(gòu) 區(qū)域A3進(jìn)行分水嶺分割和素描圖指導(dǎo)的超像素合并，將合并后的超像素利用灰度均值和 方差組成的特征合并到勻質(zhì)區(qū)域中，最終得到SAR圖像分割結(jié)果；
[0027] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0028] 1、能對(duì)短缺的素描線進(jìn)行補(bǔ)全，進(jìn)而能夠更加準(zhǔn)確的反映 SAR圖像的結(jié)構(gòu)信息。
[0029] 素描圖是對(duì)SAR圖像的一種稀疏表示，它能夠反映 SAR圖像地物的邊界和輪廓等 結(jié)構(gòu)信息。本發(fā)明首先根據(jù)素描線的聚集度分析將素描線劃分成兩類(lèi)：第一類(lèi)為代表聚集 地物的素描線，第二類(lèi)為代表邊界、線目標(biāo)和孤立目標(biāo)的素描線，然后利用射線對(duì)第二類(lèi)素 描線進(jìn)行補(bǔ)全，從而能更加準(zhǔn)確的描述SAR圖像的結(jié)構(gòu)信息。
[0030] 2、能對(duì)SAR圖像中的農(nóng)田等大片勻質(zhì)地物進(jìn)行更精確的分割。
[0031] SAR圖像中常常包含大片農(nóng)田等勻質(zhì)地物，利用初始素描模型獲得的素描線往往 難以準(zhǔn)確刻畫(huà)這些勻質(zhì)地物的邊界，本發(fā)明對(duì)第二類(lèi)素描線進(jìn)行補(bǔ)全得到封閉區(qū)域，這些 封閉區(qū)域?qū)⑥r(nóng)田等大片勻質(zhì)區(qū)域分成了更多的小區(qū)域，對(duì)這些小區(qū)域分別進(jìn)行特征并聚 類(lèi)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)其更精確的分割。
[0032] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0034] 圖2是本發(fā)明中提取區(qū)域圖的子流程圖；
[0035] 圖3是本發(fā)明中使用射線聚類(lèi)進(jìn)行素描線補(bǔ)全獲得封閉區(qū)域子流程圖；
[0036] 圖4是本發(fā)明使用的原SAR圖像；
[0037] 圖5是本發(fā)明中基于SAR圖像初始素描模型提取的素描圖；
[0038] 圖6是本發(fā)明中素描線分類(lèi)結(jié)果圖；
[0039] 圖7是本發(fā)明中對(duì)第二類(lèi)素描線按照長(zhǎng)度進(jìn)行排序的結(jié)果圖；
[0040] 圖8是本發(fā)明中素描線上選取的種子點(diǎn)示意圖；
[0041] 圖9是本發(fā)明中利用種子點(diǎn)生成的射線示意圖；
[0042] 圖10是本發(fā)明中對(duì)射線進(jìn)行射線簇劃分的結(jié)果圖；
[0043] 圖11是本發(fā)明中對(duì)包含射線數(shù)目小于閾值T的射線簇進(jìn)行修正的結(jié)果圖；
[0044] 圖12是本發(fā)明中對(duì)長(zhǎng)度突變的射線簇進(jìn)行修正的結(jié)果圖；
[0045] 圖13是本發(fā)明中對(duì)經(jīng)長(zhǎng)度突變修正后的射線數(shù)目小于閾值T的射線簇進(jìn)行修正 的結(jié)果圖；
[0046] 圖14是本發(fā)明中利用射線生成的射線閉合圈示意圖；
[0047] 圖15是本發(fā)明中利用射線對(duì)第二類(lèi)素描線補(bǔ)全得到封閉區(qū)域結(jié)果圖；
[0048] 圖16是本發(fā)明中基于射線補(bǔ)全獲得的區(qū)域圖；
[0049] 圖17是本發(fā)明中分別對(duì)聚集區(qū)域和勻質(zhì)區(qū)域的分割結(jié)果圖；
[0050] 圖18是本發(fā)明中對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū)域分割結(jié)果圖；
[0051] 圖19是本發(fā)明中最終的SAR圖像分割結(jié)果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0052] 參照?qǐng)D1，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0053] 步驟1，獲取SAR圖像初始素描圖。
[0054] 輸入如圖4所示的一幅SAR圖像，使用SAR圖像初始素描模型提取SAR圖像的初 始素描圖，結(jié)果如圖5所示。
[0055] 所述的SAR圖像初始素描模型，參見(jiàn)Jie-Wu等人于2014年發(fā)表在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 雜志上的文章 《Local maximal homogenous region search for SAR speckle reduction with sketch-based geometrical kernel function〉〉。
[0056] 步驟2,利用素描圖提取SAR圖像區(qū)域圖。
[0057] 參照?qǐng)D2,本步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下：
[0058] 第一步，根據(jù)素描線聚集度分析結(jié)果，將數(shù)根素描線劃分為兩類(lèi)：第一類(lèi)為代表聚 集地物的素描線，第二類(lèi)為代表邊界、線目標(biāo)和孤立目標(biāo)的素描線，分類(lèi)結(jié)果如圖6所示， 其中黑色素描線為第一類(lèi)素描線，灰色素描線為第二類(lèi)素描線，
[0059] 所述素描線聚集度分析方法，參見(jiàn)西安電子科技大學(xué)袁嘉琳于2013年發(fā)表的碩 士論文《基于Primal Sketch Map和語(yǔ)義信息分類(lèi)的SAR圖像分割》；
[0060] 第二步，利用聚集區(qū)域獲取方法在素描圖上得到覆蓋聚集素描線的區(qū)域，并標(biāo)記 該區(qū)域中所有像素在素描圖中的坐標(biāo)，
[0061] 所述素描線聚集度分析方法，參見(jiàn)西安電子科技大學(xué)袁嘉琳2013年發(fā)表的碩士 論文《基于Primal Sketch Map和語(yǔ)義信息分類(lèi)的SAR圖像分割》；
[0062] 第三步，對(duì)第二類(lèi)素描線利用射線對(duì)其短缺的素描線進(jìn)行補(bǔ)全，得到封閉區(qū)域：
[0063] (3a)計(jì)算每一根素描線的長(zhǎng)度，按照長(zhǎng)度由長(zhǎng)到短對(duì)這些素描線進(jìn)行排序，結(jié)果 如圖7所示，圖中素描線上的黑色數(shù)字為排序后前20根素描線的標(biāo)號(hào)；
[0064] (3b)設(shè)置計(jì)數(shù)器a = 1，設(shè)置閾值E = 21，判斷a是否小于E，如果是，則執(zhí)行步 驟（3c)?（3i);否則，得到對(duì)第二類(lèi)素描線補(bǔ)全的結(jié)果，如圖15所示，其中黑色部分為原 本的素描線，灰色部分為補(bǔ)全素描線，執(zhí)行第四步；
[0065] (3c)在排序后的第a根素描線上選擇3個(gè)種子點(diǎn)，用這3個(gè)種子點(diǎn)將其所在的素 描線分為4等分線段，如果某個(gè)種子點(diǎn)恰好是某個(gè)素描線段的端點(diǎn)，則將該種子點(diǎn)移動(dòng)到 所在素描線段的中點(diǎn)處，圖8 (a)和圖8 (b)分別展示了兩個(gè)不同素描線上的種子點(diǎn)，圖中淺 灰色部分為素描線，黑色部分為種子點(diǎn)；
[0066] (3d)以每一個(gè)種子點(diǎn)為起點(diǎn)，在當(dāng)前素描線兩側(cè)沿著與素描線之間的夾角為1? 180度的180個(gè)方向向外延伸，如果延伸過(guò)程中遇到第二類(lèi)素描線或者聚集區(qū)域Al的邊界 或者對(duì)其他素描線補(bǔ)全得到的封閉區(qū)域邊界，則停止延伸，形成以種子點(diǎn)為起點(diǎn)的射線，每 一個(gè)種子點(diǎn)在素描線兩側(cè)各產(chǎn)生180條射線，根據(jù)射線與素描線夾角的大小對(duì)這些射線排 序，結(jié)果如圖9所示，圖中灰色部分為射線，黑色部分為第二類(lèi)素描線；
[0067] (3e)計(jì)算所有射線的長(zhǎng)度，用第一條射線生成第一個(gè)射線簇，對(duì)于剩余的179條 射線，將其長(zhǎng)度與其前一條射線的長(zhǎng)度進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)長(zhǎng)度之中較大的與較小的之 比小于1. 25?1. 5,則將該射線加入其前一條射線所在的射線簇，否則，用該射線生成一個(gè) 新的射線簇，結(jié)果如圖10所示，圖中數(shù)字為射線簇的標(biāo)號(hào)；
[0068] (3f)設(shè)置閾值T = 5,對(duì)包含射線數(shù)目小于閾值T的射線簇進(jìn)行修正：
[0069] 3fl)計(jì)算每一個(gè)射線簇凡包含的射線數(shù)目Npi = 1，2，...，M，其中M為射線簇總 數(shù)，并計(jì)算每一個(gè)射線簇Ti的長(zhǎng)度均值Li :

【權(quán)利要求】
1. 一種基于射線補(bǔ)全區(qū)域圖和特征學(xué)習(xí)的SAR圖像分割方法，包括以下步驟： (1) 根據(jù)SAR圖像初始素描模型提取SAR圖像素描圖，該素描圖由刻畫(huà)SAR圖像灰度變 化信息的數(shù)根素描線構(gòu)成，每一根素描線由若干個(gè)素描線段構(gòu)成； (2) 提取SAR圖像區(qū)域圖： (2. 1)將數(shù)根素描線劃分為兩類(lèi)：第一類(lèi)為代表聚集地物的素描線，第二類(lèi)為代表邊 界、線目標(biāo)和孤立目標(biāo)的素描線； (2.2)利用聚集區(qū)域獲取方法在素描圖上得到覆蓋聚集素描線的區(qū)域，并標(biāo)記該區(qū)域 中所有像素在素描圖中的坐標(biāo)； (2. 3)利用射線聚類(lèi)對(duì)第二類(lèi)素描線中短缺的素描線進(jìn)行補(bǔ)全，得到封閉區(qū)域： (2. 3a)計(jì)算每一根素描線的長(zhǎng)度，按照長(zhǎng)度由長(zhǎng)到短對(duì)這些素描線進(jìn)行排序； (2.3b)設(shè)置計(jì)數(shù)器a= 1，設(shè)置閾值E= 21，判斷a是否小于E，如果是，則執(zhí)行步驟 (2.3c)?（2. 3i);否則，得到對(duì)第二類(lèi)素描線補(bǔ)全的結(jié)果，執(zhí)行步驟（2.4); (2.3c)在排序后的第a根素描線上選擇3個(gè)種子點(diǎn)，用這3個(gè)種子點(diǎn)將其所在的素描 線分為4等分線段，如果某個(gè)種子點(diǎn)恰好是某個(gè)素描線段的端點(diǎn)，則將該種子點(diǎn)移動(dòng)到所 在素描線段的中點(diǎn)處； (2.3d)以每一個(gè)種子點(diǎn)為起點(diǎn)，在當(dāng)前素描線兩側(cè)沿著與素描線之間的夾角為1? 180度的180個(gè)方向向外延伸，如果延伸過(guò)程中遇到第二類(lèi)素描線或者聚集區(qū)域A1的邊界 或者對(duì)其他素描線補(bǔ)全得到的封閉區(qū)域邊界，則停止延伸，形成以種子點(diǎn)為起點(diǎn)的射線，每 一個(gè)種子點(diǎn)在素描線兩側(cè)各產(chǎn)生180條射線，根據(jù)射線與素描線夾角的大小對(duì)這些射線排 序； (2. 3e)計(jì)算所有射線的長(zhǎng)度，用第一條射線生成第一個(gè)射線簇，對(duì)于剩余的179條射 線，將其長(zhǎng)度與其前一條射線的長(zhǎng)度進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)長(zhǎng)度之中較大的與較小的之比 小于1. 25?1. 5,則將該射線加入其前一條射線所在的射線簇，否則，用該射線生成一個(gè)新 的射線簇； (2. 3f)設(shè)置閾值t=5,對(duì)包含射線數(shù)目小于閾值t的射線簇進(jìn)行修正； (2. 3g)對(duì)長(zhǎng)度突變的射線進(jìn)行修正，判斷是否存在射線數(shù)目小于閾值t的射線簇，如 果由于，再次對(duì)經(jīng)長(zhǎng)度突變修正后射線數(shù)目小于閾值t的射線簇進(jìn)行修正； (2. 3h)連接當(dāng)前素描線的端點(diǎn)和與其在空間位置上最近鄰的射線終點(diǎn)，并依次連接所 有射線的終點(diǎn)，得到種子點(diǎn)的射線閉合圈； (2. 3i)分別在素描線兩側(cè)合并三個(gè)種子點(diǎn)的射線閉合圈，形成素描線的射線閉合圈， 利用射線閉合圈生成補(bǔ)全的素描線，得到當(dāng)前素描線的封閉區(qū)域，將計(jì)數(shù)器a的值增加1， 執(zhí)行（2. 3b)。 (2. 4)對(duì)第二類(lèi)素描線以及補(bǔ)全的素描線，以每個(gè)素描線的每個(gè)素描點(diǎn)為中心構(gòu)造大 小為5X5的幾何結(jié)構(gòu)窗獲得結(jié)構(gòu)區(qū)域，并標(biāo)記該區(qū)域所有像素在素描圖中的坐標(biāo)； (2. 5)將素描圖中除去聚集區(qū)域和結(jié)構(gòu)區(qū)域以外的部分作為勻質(zhì)區(qū)域，并標(biāo)記該區(qū)域 所有像素在素描圖中的坐標(biāo)； (2.6)利用素描圖中聚集區(qū)域、結(jié)構(gòu)區(qū)域和勻質(zhì)區(qū)域中像素的坐標(biāo)，提取區(qū)域圖，使得 區(qū)域圖和素描圖中相同坐標(biāo)處的像素屬于同一種區(qū)域，并且將區(qū)域圖中屬于聚集區(qū)域的像 素的灰度值設(shè)定為255、屬于結(jié)構(gòu)區(qū)域的像素的灰度值設(shè)定為125、屬于勻質(zhì)區(qū)域的像素的 灰度值設(shè)定為0 ; (3) 根據(jù)區(qū)域圖，將SAR圖像劃分為像素空間的聚集區(qū)域A1、像素空間的勻質(zhì)區(qū)域A2 以及像素空間的結(jié)構(gòu)區(qū)域A3 ; (4) 對(duì)聚集區(qū)域A1和勻質(zhì)區(qū)域A2分別利用詞袋模型進(jìn)行特征學(xué)習(xí)并和聚類(lèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū) 域A3進(jìn)行分水嶺分割和素描圖指導(dǎo)的超像素合并，將合并后的超像素利用灰度均值和方 差組成的特征合并到勻質(zhì)區(qū)域中，最終得到SAR圖像分割結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAR圖像分割方法，其中步驟（2. 3f)所述的設(shè)置閾值t= 5,對(duì)包含射線數(shù)目小于閾值t的射線簇進(jìn)行修正，按以下步驟進(jìn)行： (2. 3f1)計(jì)算每一個(gè)射線簇包含的射線數(shù)目隊(duì)，i= 1，2,. . .，M，其中M為射線簇總 數(shù)，并計(jì)算每一個(gè)射線簇t的長(zhǎng)度均值Q，其計(jì)算公式如下：
其中，&表示第j個(gè)射線，&表示第j個(gè)射線的長(zhǎng)度； (2. 3f2)分別判斷第一個(gè)和最后一個(gè)射線簇的射線數(shù)目，如果射線數(shù)目小于閾值t， 則獲取與第一個(gè)和最后一個(gè)射線簇在空間位置上緊鄰的射線的長(zhǎng)度P，執(zhí)行步驟（2. 3f3); 否則，執(zhí)行（2. 3f4); (2. 3f3)判斷長(zhǎng)度P是否小于第一個(gè)或最后一個(gè)射線簇的長(zhǎng)度均值，如果是，則將第一 個(gè)或最后一個(gè)射線簇的所有射線中距離射線起點(diǎn)超過(guò)長(zhǎng)度P的部分從射線中減掉；否則， 執(zhí)行（2. 3f4); (2. 3f4)分別判斷除第一個(gè)和最后一個(gè)以外的射線簇的射線數(shù)目，如果這些射線數(shù)目 小于閾值t，則獲取與除第一個(gè)和最后一個(gè)以外的射線簇在空間位置上緊鄰的兩條射線的 長(zhǎng)度A和U2，執(zhí)行步驟（2. 3f5);否則，執(zhí)行（2. 3g); (2. 3f5)判斷兩條射線的長(zhǎng)度仏和U2是否都小于射線簇的長(zhǎng)度均值，如果是，則選擇A和U2中更小的一個(gè)作為該射線的待調(diào)整長(zhǎng)度，將該射線簇的所有射線中距離射線起點(diǎn)超 過(guò)待調(diào)整長(zhǎng)度的部分從射線中減掉，執(zhí)行步驟（2. 3e)，得到對(duì)包含射線數(shù)目小于閾值t的 射線簇進(jìn)行修正的結(jié)果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAR圖像分割方法，其中步驟（2. 3g)所述的對(duì)長(zhǎng)度突變的射 線進(jìn)行修正，再次對(duì)經(jīng)長(zhǎng)度突變修正后射線數(shù)目小于閾值t的射線簇進(jìn)行修正，按以下步 驟進(jìn)行： (2. 3gl)根據(jù)SAR圖像初始素描模型提取不同參數(shù)值的另一幅素描圖，使得該素描圖 中的素描線條數(shù)是原來(lái)素描圖中的素描線條數(shù)的1. 2?4倍，將不同參數(shù)的素描圖稱為輔 助素描圖； (2. 3g2)對(duì)每一個(gè)射線簇設(shè)置一個(gè)狀態(tài)，用來(lái)記錄該射線簇是否被處理過(guò)。如果某一射 線簇的狀態(tài)為未處理，表示其沒(méi)有被處理過(guò)；如果某一射線簇狀態(tài)為已處理，表示其已經(jīng)被 處理過(guò)；將所有射線簇的狀態(tài)設(shè)置為未處理； (2. 3g3)計(jì)算未處理的所有射線簇的長(zhǎng)度，確定其中最短的射線簇，確定與其在空間位 置上相鄰的射線簇； (2. 3g4)判斷相鄰的射線簇的長(zhǎng)度均值是否比最短射線簇的長(zhǎng)度均值大，如果是，則提 取最短射線簇中與相鄰射線簇在空間位置上緊鄰的射線的長(zhǎng)度Q，對(duì)相鄰射線簇中的所有 射線分別從距離起點(diǎn)長(zhǎng)度為Q處開(kāi)始向終點(diǎn)遍歷，如果遍歷的過(guò)程中輔助素描圖相應(yīng)位置 處存在素描線，則停止向后遍歷，將沒(méi)有遍歷到的部分從素描線中減掉并重新計(jì)算素描線 的長(zhǎng)度，更改最短射線簇的狀態(tài)為已處理；否則，執(zhí)行步驟（2. 3g5); (2. 3g5)重復(fù)執(zhí)行步驟（2. 3g3)和（2. 3g4)，直到所有的射線簇都被標(biāo)記為已處理，得 到對(duì)長(zhǎng)度突變的射線簇的修正的結(jié)果； (2. 3g6)對(duì)經(jīng)長(zhǎng)度突變修正后射線數(shù)目小于閾值t的射線簇再按照步驟（2. 3f)進(jìn)行 修正。
【文檔編號(hào)】G06K9/46GK104408458SQ201410748174
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】劉芳, 門(mén)龍生, 李玲玲, 焦李成, 郝紅俠, 武杰, 楊淑媛, 孫濤, 張向榮, 尚榮華 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)