[發(fā)明專利]基于密度可達測度的半監(jiān)督譜聚類SAR圖像分割方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210047738.4
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102622753A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張向榮;焦李成;魏征麗;楊杰;侯彪;劉若辰;李陽陽;白靜;馬文萍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于密度可達測度的半監(jiān)督譜聚類SAR圖像分割方法，包括如下步驟：

(1)輸入待分割SAR圖像，圖像中所有像素點構(gòu)成數(shù)據(jù)集X，X＝{x₁，x₂，...，x_n}∈R^d，x_i表示數(shù)據(jù)集中的任意點，i∈[1，...，n]，n為數(shù)據(jù)個數(shù)，d表示數(shù)據(jù)維數(shù)；

(2)求取兩點x_i與x_j之間的密度可達關(guān)系，如果兩個點x_i與x_j之間能通過一系列直接密度可達點集相連，則稱點x_i與x_j是密度可達的；

(3)通過數(shù)據(jù)點之間的密度可達關(guān)系，構(gòu)造出基于密度可達區(qū)域半徑的相似度矩陣A：

A=A(1,1)A(1,2)···A(1,n)A(2,1)A(2,2)···A(2,n)············A(n,1)A(n,2)···A(n,n)]]>

其中，A(i，j)表示矩陣A中的元素，i＝1，...，n，j＝1，...，n，n為數(shù)據(jù)點的個數(shù)，

式中R(x_i)表示點x_i的密度可達區(qū)域半徑，max{R(x₁)，R(x₂)，…，R(x_n)}表示所有數(shù)據(jù)點密度可達區(qū)域半徑的最大值，s為高斯核函數(shù)尺度參數(shù)，DDRN(x_i)表示點x_i的所有直接密度可達近鄰點的集合；

(4)人工提取成對約束信息集合must-link與cannot-link，并用這些成對約束信息對相似度矩陣A加以修正，使A(i,j)=1andA(j,i)=1,if(xi,xj)∈must-linkA(i,j)=0andA(j,i)=0,if(xi,xj)∈cannot-link,]]>得到修正后的相似度矩陣A₁；其中must-link限制兩個樣本點必須屬于同一類；cannot-link限制兩個樣本點不能屬于同一類；

(5)用修正后的相似度矩陣A₁構(gòu)造拉普拉斯矩陣L：L＝D^-1/2A₁D^1/2，其中D為對角矩陣，D中的元素記為D(i，i)，i＝1，...，n，n為數(shù)據(jù)個數(shù)；

(6)對拉普拉斯矩陣L進行特征值分解，并按照特征值的大小將對應(yīng)特征向量從大到小排列，取前c個最大的特征值所對應(yīng)的特征向量構(gòu)成數(shù)據(jù)集Y，Y＝{y₁，y₂，...，y_c}∈Rⁿ，c為待分割圖像中包含的類別數(shù)，n為數(shù)據(jù)個數(shù)；

(7)數(shù)據(jù)集Y中的數(shù)據(jù)點與輸入待分割圖像的像素點是一一對應(yīng)的，使用K均值聚類方法，對數(shù)據(jù)集Y進行聚類，得到數(shù)據(jù)集Y中n個數(shù)據(jù)點的類別標(biāo)記，每個像素點的類別標(biāo)記，輸出SAR圖像的分割結(jié)果圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于密度可達測度的半監(jiān)督譜聚類SAR圖像分割方法，其中步驟(2)所述的求取兩點x_i和x_j之間的密度可達關(guān)系，按如下步驟進行：

(2a)使用距離測度dist(xi,yj)=||xi,yj||1=Σi=1d|xi-xj|]]>計算數(shù)據(jù)集X中每個像素點x_i的k個近鄰點集合N(x_i)；其中，||x_i，x_j||₁表示兩個像素點x_i與x_j之間的l₁范數(shù)，d為數(shù)據(jù)的維數(shù)；

(2b)計算像素點x_i的近鄰點集合N(x_i)中的所有點與x_i的距離的平均值ε，得到該點的密度可達區(qū)域半徑R(x_i)，記為R(x_i)＝ε；

(2c)將屬于密度可達區(qū)域半徑R(x_i)范圍內(nèi)的近鄰點，定義為像素點x_i的直接密度可達近鄰，稱這些近鄰點與像素點x_i是直接密度可達的，將數(shù)據(jù)點x_i的所有直接密度可達近鄰點的集合記為DDRN(x_i)；

(2d)如果兩個像素點x_i與x_j之間可以通過一系列直接密度可達點集相連，則稱像素點x_i與x_j是密度可達的。