[發明專利]深層條件隨機場結合線性器對河流SAR圖像分割法

在審

• 申請號: 201910197015.4
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN110097565A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 溫顯斌;陳永晶
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06T5/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

1.一種深層條件隨機場結合線性器對河流SAR圖像分割法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)輸入圖片：輸入一幅待分割的河流合成孔徑雷達sar圖像；

(2)粗略的閾值分割：采用閾值對河流sar圖像先進行粗略的分割操作，分割之后的圖像分為河流區域、偽河流區域和非河流區域，對河流區域和偽河流區域都貼上標簽1，對于非河流區域貼上標簽0；

(3)將圖像進行歸一化建立軟標簽：

(3a)對原圖像進行圖像歸一化處理，取值范圍在[1,2]之間；

(3b)取與圖像歸一化之后的像素值作為軟標簽；

(4)建立多尺寸的離散的滑動窗口：

(4a)在粗略的分割圖像上面建立不同尺寸的n*n的離散窗口；

(4b)通過步驟(2)得到的粗略分割的標簽，然后通過判斷窗口內標簽值是否相同，繼而判斷出所需要參與計算的離散的像素點；

(4c)通過這些離散的像素點重新組成一個離散的滑動窗口；

(5)建立離散團和懲罰因子線性器：

(5a)通過相似函數判斷像素點之間的相似性，判斷范圍不僅僅局限于相鄰的像素點，而是通過調節窗口大小在圖像不同范圍判斷像素點之間的相似性，這些相似的像素點形成了隨機團；

(5b)以一個像素點為中心，在15*15的窗口內取24個不同的角度作為大尺度線性器，再在9*9的窗口建立24個不同角度的小尺寸線性器，兩個不同尺度的線性器相結合作為懲罰因子；

(6)判斷相似性：

(6a)通過一元勢函數判斷軟標簽和像素值之間的連續性；

(6b)通過二元勢函數判斷一個像素的軟標簽與其他像素的軟標簽之間的相似性；

(6c)通過線性器作為懲罰因子，對噪音和偽目標進行判斷；

(7)迭代軟標簽：

通過連續的迭代由一元勢函數和二元勢函數組成的條件隨機場公式中的軟標簽，使其達到一個穩定的值；

(8)提取：通過最后迭代得到的穩定軟標簽，與分割閾值相比，得到最后的分割結果圖。

(9)計算精度：

(9a)通過ground truth，計算出提取的河流目標中和ground truth類別標簽相同的個數，計算其在提取的目標像素個數中的百分比；

(9b)計算出ground truth在提取的目標中類別標簽相同的個數，然后再計算其在ground truth中的百分比。

2.根據權利要求1所述的深層條件隨機場結合線性器對河流SAR圖像分割法，其特征在于：所述步驟(2)所述的閾值分割公式如下：

thrd＝mean(S)-ε*std(S)

其中S代表圖像軟標簽集，mean計算圖像軟標簽的平均值，std計算圖像軟標簽的標準偏差，ε是一個系數，經驗取值為1，thrd為取得的閾值。

3.根據權利要求1所述的深層條件隨機場結合線性器對河流SAR圖像分割法，其特征在于：所述步驟(5a)所述的計算兩個點的像素相似性的公式：

d_ij表示通過計算兩個離散窗口來判斷兩個像素點之間的相似性，代表以i為中心像素的離散窗口內像素強度的平均值，同理，var{W_i+W_j}是合并方差，計算方法為公式(3),W_i代表了離散窗口內所有像素點的強度之和，W_j同理，n_i代表這個離散窗口中像素的總個數,n_j同理。

4.根據權利要求1所述的深層條件隨機場結合線性器對河流SAR圖像分割法，其特征在于：所述步驟(5b)線性器的判斷公式為：

為大尺寸線性器內所有像素的平均值，為“winner line”所有線中灰度值最大，其中W代表大尺寸線性器的窗口大小，L代表小尺寸的線性器窗口大小。

5.根據權利要求1所述的深層條件隨機場結合線性器對河流SAR圖像分割法，其特征在于：所述步驟(6a)所述的一元勢函數為：

公式中，x_i代表i點的像素值，s_i代表i點的軟標簽，L為等效視數，為一元勢函數。

6.根據權利要求1所述的深層條件隨機場結合線性器對河流SAR圖像分割法，其特征在于：所述步驟(6b)所述的二元勢函數為：

P_ij通過gamma分布計算像素點i,j的相似性，s_i，s_j是i,j兩個點的像素軟標簽，N_i是離散隨機團，為二元勢函數。