基于水平集的SAR圖像分割方法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）由于具有全天候、全天時(shí)、能穿透云霧、煙塵，大面積地獲取地表信息的特點(diǎn)，成為現(xiàn)代遙感技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。但是SAR成像機(jī)理與傳統(tǒng)光學(xué)圖像有很大的差異，其數(shù)據(jù)處理的難度主要在于：人們難以從SAR圖像直接反演地表物理現(xiàn)象，成像過(guò)程所帶來(lái)的相干斑噪聲使地物目標(biāo)在SAR圖像中具有獨(dú)特的信息特點(diǎn)，常規(guī)的基于圖像灰度的數(shù)字圖像處理與分析技術(shù)難以取得令人滿(mǎn)意的效果。作為獲取地面

2、信息的重要信息來(lái)源，SAR圖像的解譯技術(shù)是當(dāng)前遙感以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的前沿課題。
　　SAR圖像區(qū)域分割技術(shù)有助于對(duì)SAR圖像中所含分布式目標(biāo)區(qū)域的信息進(jìn)行分析與解譯。利用水平集方法研究SAR圖像分割問(wèn)題是近年來(lái)SAR圖像分割的一個(gè)新的研究方向，由于相干斑噪聲的影響，現(xiàn)有的基于水平集的分割方法難以直接應(yīng)用于SAR圖像分割問(wèn)題。主要表現(xiàn)為對(duì)SAR圖像的特征信息利用不夠和極化SAR圖像分割問(wèn)題的研究工作不深入兩個(gè)方面。
　　本文

3、從討論SAR圖像信息入手，提出了一種基于水平集的SAR圖像分割方法。本方法首先通過(guò)對(duì)SAR圖像的分析得到基于SAR圖像紋理特征的邊緣檢測(cè)算子，定義了適用于SAR圖像分割的能量泛函，該能量泛函能夠同時(shí)描述SAR圖像的區(qū)域統(tǒng)計(jì)特征和邊界特征。其次，本文依據(jù)分層分割準(zhǔn)則還介紹了一種SAR圖像多區(qū)域分割準(zhǔn)則，建立了一種新的多區(qū)域水平集模型，并根據(jù)該模型和分級(jí)分裂準(zhǔn)則推導(dǎo)了能量泛函關(guān)于水平集函數(shù)的Gateaux導(dǎo)數(shù)，對(duì)圖像中的不同區(qū)域進(jìn)行分割。分

4、割試驗(yàn)證明，本方法適用于含有相干斑噪聲的SAR圖像，在分割過(guò)程中不需要噪聲的預(yù)處理過(guò)程，而且分割速度快，精確度高，適用性強(qiáng)。
　　此外，本文將水平集方法用于極化SAR圖像的分割中。首先，根據(jù) Cloude提出的特征分解方法，獲取兩個(gè)重要的旋轉(zhuǎn)不變極化特征參數(shù)：極化熵H和參數(shù)；其次，由基于簡(jiǎn)化Mumford-Shah圖像分割模型的C-V方法，建立分割的能量泛函，完成極化SAR圖像的分割。試驗(yàn)證明，該方法實(shí)現(xiàn)了極化SAR圖像的自主分割