[發(fā)明專利]一種基于目標(biāo)散射鑒別的POLSAR圖像無(wú)監(jiān)督分類方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210222987.2
• 申請(qǐng)日: 2012-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102799896A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳子琦;羅笑南;陳湘萍;林謀廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像分類技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于目標(biāo)散射鑒別的POLSAR圖像無(wú)監(jiān)督分類方法。

背景技術(shù)

極化合成孔徑雷達(dá)(POLSAR)以其高分辨、全天候、大范圍的成像能力，及獲取完整目標(biāo)信息表征數(shù)據(jù)的能力而成為當(dāng)今最具發(fā)展?jié)摿Φ倪b感設(shè)備。如今隨著各種星載、機(jī)載POLSAR系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，POLSAR圖像呈海量遞增，如何快速、準(zhǔn)確地對(duì)這些圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯將是今后遙感領(lǐng)域普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

POLSAR圖像分類是POLSAR圖像解譯的重要研究?jī)?nèi)容。根據(jù)分類過(guò)程是否存在人工干預(yù)，POLSAR圖像分類可分為有監(jiān)督和無(wú)監(jiān)督兩種。其中有監(jiān)督分類可達(dá)到很高的分類精度，但需選取足夠多具有一定代表性的樣本，這大大增加了這類算法工程實(shí)現(xiàn)的難度；相對(duì)而言，無(wú)監(jiān)督分類由于已知先驗(yàn)知識(shí)少，且具有一定的分類精度，因而在POLSAR圖像地物分類中更具有應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。

在POLSAR圖像無(wú)監(jiān)督分類研究中，利用目標(biāo)散射分類的無(wú)監(jiān)督分類，因其分類結(jié)果能對(duì)應(yīng)實(shí)際地物散射而備受青睞。圖1給出了這類算法的一般框架圖。其主要包含兩個(gè)部分:其一，利用極化分解等工具對(duì)POLSAR圖像地物進(jìn)行散射分類；其二，以散射分類結(jié)果為初始類別，利用Wishart等距離度量對(duì)地物類別進(jìn)行迭代調(diào)整。由于根據(jù)散射分類結(jié)果在無(wú)需先驗(yàn)知識(shí)情況下也可了解地物實(shí)際散射情況，因而在雷達(dá)極化中散射分類研究一直備受重視。

由于實(shí)際地物散射的復(fù)雜性，即不同類型的目標(biāo)可能包含同種散射，如海洋、城區(qū)等均包含表面散射；或同類目標(biāo)可能包含多種散射，如森林地區(qū)包含表面散射、偶次散射、體散射等，散射分類結(jié)果不一定與實(shí)際地物類型相一致，造成實(shí)際散射分類結(jié)果視覺(jué)效果較差，甚至由于相干斑噪聲、校正誤差等干擾因素，造成錯(cuò)分情形。為此，散射分類之后，往往需進(jìn)行地物類別調(diào)整。

目前的方法仍存在以下不足:

(1)散射分類方面

基于H/Alpha分解和基于Freeman分解的散射分類是現(xiàn)今應(yīng)用廣泛的兩種散射分類方法。H/Alpha分解是目前對(duì)目標(biāo)散射描述最為準(zhǔn)確的一種極化分解，它將目標(biāo)散射理解為一種主散射(或平均散射)上的隨機(jī)起伏。但由于它是一種數(shù)學(xué)分解，且類別邊界為人工確定，其散射分類結(jié)果并不能很好對(duì)應(yīng)地物實(shí)際散射情況；基于Freeman分解的散射分類結(jié)果是目前與地物實(shí)際散射對(duì)應(yīng)最好的，但散射分類僅采用主散射無(wú)法對(duì)地物實(shí)際散射進(jìn)行準(zhǔn)確描述。Freeman分解自身應(yīng)用前提也限制了其應(yīng)用范圍。

(2)類別調(diào)整方面

基于Wishart距離的類別迭代調(diào)整是目前常用的一種方法。然而，該方法應(yīng)用的前提為POLSAR圖像服從Wishart分布，由于實(shí)際場(chǎng)景的復(fù)雜性，該假設(shè)通常不合理。同時(shí)，在基于該距離的類別調(diào)整過(guò)程中，頻繁地使用矩陣求逆運(yùn)算和對(duì)數(shù)運(yùn)算，將造成算法運(yùn)算量偏大，降低了算法的實(shí)用性。

因此，有必要提供一種新的POLSAR圖像無(wú)監(jiān)督迭代分類方法來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于滿足現(xiàn)有技術(shù)的需求，提供一種能夠更準(zhǔn)確地描述地物散射，并且能很好對(duì)應(yīng)地物實(shí)際散射情況，減小類別調(diào)整的運(yùn)算時(shí)間的基于目標(biāo)散射鑒別的POLSAR圖像無(wú)監(jiān)督分類方法。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于目標(biāo)散射鑒別的POLSAR圖像無(wú)監(jiān)督分類方法，一種基于目標(biāo)散射鑒別的POLSAR圖像無(wú)監(jiān)督分類方法，包括以下步驟：步驟1：計(jì)算POLSAR圖像極化散射熵，以及表面散射、偶次散射和體散射的相似性參數(shù)，并利用這些參數(shù)將POLSAR圖像初始劃分類別；步驟2：選取以表面散射為主的地物的最小天線接收功率特征極化作為天線極化狀態(tài)，計(jì)算每個(gè)像素的天線接收功率；步驟3：對(duì)于每一類，計(jì)算其類中心，即