[發(fā)明專利]基于素描信息和超像素分割的光學(xué)遙感圖像海陸分割方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910375910.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN110120050B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳璞花;江立;劉芳;焦李成;古晶;劉紅英;郭雨薇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06K9/62;G06T7/187;G06T7/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

1.基于素描信息和超像素分割的光學(xué)遙感圖像海陸分割方法，其特征在于，根據(jù)光學(xué)遙感圖像的素描圖生成結(jié)構(gòu)區(qū)域圖，結(jié)合海陸素描先驗(yàn)信息對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū)域圖中的結(jié)構(gòu)區(qū)域和非結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行海陸標(biāo)記，得到粗分割結(jié)果圖；對(duì)光學(xué)遙感圖像進(jìn)行超像素分割，根據(jù)粗分割結(jié)果圖和超像素的方差與局部海陸信息對(duì)超像素進(jìn)行海陸類別標(biāo)記；最后使用超像素二分裂算法對(duì)沿海陸地超像素進(jìn)行二分裂，并對(duì)分裂得到的超像素海陸類別重新標(biāo)記實(shí)現(xiàn)海岸線的精確定位，得到最終海陸分割結(jié)果；

對(duì)結(jié)構(gòu)區(qū)域圖中的結(jié)構(gòu)區(qū)域和非結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行海陸標(biāo)記具體為：

S401、將結(jié)構(gòu)區(qū)域圖中，被結(jié)構(gòu)區(qū)域包圍的非結(jié)構(gòu)區(qū)域記為封閉式非結(jié)構(gòu)區(qū)域，沒(méi)有被結(jié)構(gòu)區(qū)域包圍的非結(jié)構(gòu)區(qū)域記為開放式非結(jié)構(gòu)區(qū)域；

S402、將封閉式非結(jié)構(gòu)區(qū)域標(biāo)記為陸地；

S403、計(jì)算每個(gè)開放式非結(jié)構(gòu)區(qū)域的區(qū)域面積，區(qū)域面積為區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)個(gè)數(shù)；

S404、計(jì)算每個(gè)開放式非結(jié)構(gòu)區(qū)域的區(qū)域梯度；

S405、將區(qū)域梯度大于閾值T2或區(qū)域面積小于閾值T3的開放式非結(jié)構(gòu)區(qū)域標(biāo)記為陸地，剩余沒(méi)有被標(biāo)記為陸地的開放式非結(jié)構(gòu)區(qū)域標(biāo)記為海洋；

使用待分類超像素的方差和局部海陸信息，從陸地到海域逐層對(duì)待分類超像素進(jìn)行類別標(biāo)記，將其標(biāo)記為海域超像素或陸地超像素，具體為：

S801、計(jì)算每個(gè)待分類超像素的方差Var，超像素的方差為超像素中各點(diǎn)的顏色G通道值的方差，R通道值的方差，B通道值的方差之和；

S802、將和陸地超像素相鄰的待分類超像素記為最內(nèi)層待分類超像素，對(duì)每個(gè)最內(nèi)層待分類超像素，計(jì)算該最內(nèi)層待分類超像素周圍陸地超像素方差的中位數(shù)VarM，如果VarM與該超像素的方差Var的比值小于T4，則將該待分類超像素的類別標(biāo)記為陸地超像素，T4取值2.5；

S803、重復(fù)步驟S802直到?jīng)]有待分類超像素的類別被標(biāo)記為陸地超像素為止，將剩下的待分類超像素類別標(biāo)記為海域超像素；

使用沿海超像素二分裂算法將每個(gè)沿海陸地超像素分裂為兩個(gè)超像素具體為：

S901、記待分裂的沿海超像素為A；

S902、找出超像素A的邊界點(diǎn)，構(gòu)成邊界點(diǎn)集合B，對(duì)于超像素中每個(gè)點(diǎn)P，判斷其8個(gè)鄰域點(diǎn)中是否存在不屬于該超像素的點(diǎn)，若存在，則P點(diǎn)為超像素的一個(gè)邊界點(diǎn)；

S903、根據(jù)超像素A的局部海陸關(guān)系選取兩個(gè)種子點(diǎn)P1，P2；計(jì)算集合B中每個(gè)邊界點(diǎn)到超像素A周圍陸地超像素中所有點(diǎn)的距離和，將距離和最小的邊界點(diǎn)作為一個(gè)種子點(diǎn)P1，然后計(jì)算集合B中每個(gè)邊界點(diǎn)到超像素A周圍海域超像素中所有點(diǎn)的距離和，將距離和最小的邊界點(diǎn)作為另一個(gè)種子點(diǎn)P2；

S904、計(jì)算P1的特征向量F₁(g₁，r₁，b₁，x₁，y₁)，P2的特征向量F₂(g₂，r₂，b₂，x₂，y₂)，其中，g₁，r₁，b₁為點(diǎn)P1顏色g，r，b通道的值，x₁，y₁是點(diǎn)P1的坐標(biāo)位置；g₂，r₂，b₂為點(diǎn)P2顏色g，r，b通道的值，x₂，y₂是點(diǎn)P2的坐標(biāo)位置；

S905、將P1的8個(gè)鄰域點(diǎn)構(gòu)成的集合記為C1，C1中滿足即處于超像素A內(nèi)又為非邊界點(diǎn)的點(diǎn)構(gòu)成的集合D1＝C1∩(A-B)，如果D1內(nèi)點(diǎn)的個(gè)數(shù)不為0，即D1不為空集，用D1內(nèi)各點(diǎn)顏色g，r，b通道的均值代替P1特征向量的g，r，b值；將P2的8個(gè)鄰域點(diǎn)構(gòu)成的集合記為C2，C2中滿足即處于超像素A內(nèi)又為非邊界點(diǎn)的點(diǎn)構(gòu)成的集合D2＝C2∩(A-B)，如果D2內(nèi)點(diǎn)的個(gè)數(shù)不為0，即D2不為空集，用D2內(nèi)各點(diǎn)顏色g，r，b通道的均值代替P2特征向量的g，r，b值；

S906、對(duì)超像素A中的每個(gè)點(diǎn)P,其特征向量為F(g，r，b，x，y)，若d(F,F₁)d(F,F₂)，則將P點(diǎn)的類別標(biāo)記為1，否則將P點(diǎn)的類別標(biāo)記為2，d(F,F₁)表示F和F₁之間的距離，d(F,F₂)表示F和F₂之間的距離；

S907、計(jì)算所有標(biāo)記為1的像素點(diǎn)的特征向量的均值計(jì)算所有標(biāo)記為2的像素點(diǎn)的特征向量的均值如果則令并重復(fù)步驟S906和S907，否則進(jìn)行步驟S908，ε取值2；

S908、通過(guò)步驟S906和S907將超像素A中的點(diǎn)分為類別1和類別2，找出類別1的點(diǎn)構(gòu)成的所有連通域，將連通域集合記為E1，將E1中面積最大的連通域記為R1，找出類別2的點(diǎn)構(gòu)成的所有連通域，將連通域集合記為E2，將E2中面積最大的連通域記為R2，記M＝E1∪E2-{R1，R2}；

S909、若M中存在與R2相鄰的連通域Rm，更新集合M＝M-{Rm}，并將R2內(nèi)的點(diǎn)和Rm內(nèi)的點(diǎn)合并構(gòu)成新的連通區(qū)域R2，若M中存在與R1相鄰的連通域Rk，更新集合M＝M-{Rk}，并將R1內(nèi)的點(diǎn)和Rk內(nèi)的點(diǎn)合并構(gòu)成新的連通區(qū)域R1；

S910、若M不為空，則重復(fù)步驟S909和S910，否則進(jìn)行步驟S911；

S911、如果R1，R2兩連通域一個(gè)被另一個(gè)包圍，則以兩種子點(diǎn)P1，P2的中垂線作為分割線，將超像素A分為兩部分，分別記為R1，R2，其中，超像素中處于分割線上的點(diǎn)屬于R1；

S912、R1，R2為將超像素A二分裂得到的兩個(gè)超像素。