基于多空间多层次谱聚类的非监督SAR图像分割算法.PDF

第３０卷第７期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．７ ２０１３年７月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｊｕｌ．２０１３ 基于多空间多层次谱聚类的 非监督ＳＡＲ图像分割算法 １ ２ａ ２ｂ ２ｂ ２ｂ 田　玲 ，邓旌波 ，廖紫纤 ，石　博 ，何　楚 （１．湖北邮电规划设计有限公司，武汉４３００２３；２．武汉大学 ａ．测绘遥感信息工程国家重点实验室；ｂ．电子信 息学院，武汉４３００７９） 摘　要：提出了一种基于多层区域谱聚类的非监督 ＳＡＲ图像分割算法（ｍｕｌｔｉｓｐａｃｅａｎｄｍｕｌｔｉｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｒｅｇｉｏｎ ｂａｓｅｄｓｐｅｃｔｒａｌｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ，ＭＳＭＨＳＣ）。该算法首先在特征与几何空间求距离，快速获得初始过分割区域，然后在过 分割区域的谱空间上进行聚类，最终实现非监督的ＳＡＲ图像分割。该方法计算复杂度小，无须训练样本，使用 层次化思想使其能更充分地利用ＳＡＲ图像各类先验与似然信息。在ＭＳＴＡＲ真实ＳＡＲ数据集上的实验验证了 该算法的快速性和有效性。 关键词：ＳＡＲ图像；图像分割；区域谱聚类；层次聚类 中图分类号：ＴＰ３９３０４　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１３）０７２２１３０３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１３．０７．０７３ ＳｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒＳＡＲｉｍａｇｅｓｂａｓｅｄｏｎｕｎｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ ｓｐｅｃｔｒａｌｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｏｆｍｕｌｔｉｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｒｅｇｉｏｎ １ ２ａ ２ｂ ２ｂ ２ｂ ＴＩＡＮＬｉｎｇ，ＤＥＮＧＪｉｎｇｂｏ，ＬＩＡＯＺｉｘｉａｎ，ＳＨＩＢｏ，ＨＥＣｈｕ （１．ＨｕｂｅｉＤｅｓｉｇｎＣｏｍｐａｎｙｏｆＣｈｉｎａＣｏｍｓｅｒｖｉｃｅ，Ｗｕｈａｎ４３００２３，Ｃｈｉｎａ；２．ａ．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＳｕｒｖｅｙｉｎｇ， Ｍａｐｐｉｎｇ＆ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ，ｂ．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｃｏｎｃｅｐｔ．Ｆｉｒｓｔ，ｉｔｏｖｅｒｓｅｇｍｅｎｔｅｄｔｈｅｓｏｕｒｃｅｉｍ ａｇｅｉｎｔｏｍａｎｙｓｍａｌｌｒｅｇｉｏｎｓ．Ａｎｄｔｈｅｎ，ｉｔｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｓｐｅｃｔｒａｌｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｎｔｈｏｓｅｒｅｇｉｏｎｓ．Ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｔｅｓｔｅｄ ｏｎｔｈｅＭＳＴＡＲＳＡＲｄａｔａｓｅｔ，ａｎｄｗａｓｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅｆａｓｔａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＡＲｉｍａｇｅ；ｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ；ｒｅｇｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｌｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ；ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ［１］ 间多层次聚类的非监督ＳＡＲ图像分割算法。该算法综合考虑 　　合成孔径雷达（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ，ＳＡＲ） 具有全天 候、全天时和穿透能力强的特点，在军事民用领域获得越来越 灰度特征空间、位置空间与谱空间等多空间的信息，首先在底 多的应用，成为获取地面信息的重要手段。充分利用ＳＡＲ图 层引入灰度空间与位置空间度量，形成过分割区域，其次在高 像资源进行目标提取和场景分类成为研究的热点和难点。图 层发展