【技术实现步骤摘要】
基于SAR-KAZE特征提取的SAR图像分割方法
本专利技术涉及图像处理领域,尤其涉及一种SAR图像分割方法,可用于雷达成像中地物目标的分类。
技术介绍
合成孔径雷达是一种主动式的对地观测系统,可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上,全天时、全天候对地实施观测,并具有一定的地表穿透能力。SAR图像是一种高分辨图像,在灾害监测、环境监测、海洋监测、资源勘查、农作物估产、测绘和军事等方面的应用上具有独特的优势,可发挥其他遥感图像难以发挥的作用。图像特征提取与匹配一直是图像处理领域的研究热点之一,在视觉导航、遥感图像处理、目标定位、图像检索、目标识别与跟踪、立体视觉测距和三维重建等领域得到了广泛的应用。特征提取是图像分割的基础,图像的特征提取效果决定了图像的分割效果。如何从原始SAR图像中提取出稳定性好、独特性高、实时性强的图像特征以进一步得到分类错误率低的图像分割算法已成为图像处理领域的一个研究热点。2004年,Lowe提出了高效的尺度不变特征变换SIFT算法,通过建立高斯差分尺度空间金字塔来提取特征,该算法不仅具有尺度不变性还具有一定的仿射不变性、视角不变性和光照不变性,在图像特征提取方面得到了广泛的应用。但是SIFT算法的复杂度高且耗时长,不能满足实时性的要求。2006年,Bay和Ess等人提出了基于SIFT算法的加速鲁棒特征SURF算法,并加以完善。SURF算法不仅具备了良好的鲁棒性,而且计算速度比SIFT算法提高了三倍左右,但是性能却不如SIFT算法。SIFT算法和SURF算法都是在线性的高斯金字塔上进行特征点检测,形同尺度下每个点的变换是一样的,由 ...
【技术保护点】
基于SAR‑KAZE特征提取的SAR图像分割方法,包括:1)输入一副大小为D*N的原始SAR图像,得到原始的SAR图像灰度矩阵,对灰度矩阵进行双精度转换,得到双精度矩阵I;2)对双精度矩阵I进行镜像扩展,得到大小为(D+p‑1)*(N+p‑1)的扩展图像M,其中p为扩展值,取值为奇数;3)令双精度矩阵I中的任意点(i,j)对应于扩展图像M中的相应点
【技术特征摘要】
1.基于SAR-KAZE特征提取的SAR图像分割方法,包括:1)输入一副大小为D*N的原始SAR图像,得到原始的SAR图像灰度矩阵,对灰度矩阵进行双精度转换,得到双精度矩阵I;2)对双精度矩阵I进行镜像扩展,得到大小为(D+p-1)*(N+p-1)的扩展图像M,其中p为扩展值,取值为奇数;3)令双精度矩阵I中的任意点(i,j)对应于扩展图像M中的相应点在扩展图像M中以该点为中心对其邻域取大小为p*p的图像块,得到关于双精度矩阵I中点(i,j)的图像块,对双精度矩阵I中的每个点取图像块,得到双精度矩阵I的D*N个大小为p*p的图像块,其中1≤i≤D,1≤j≤N;4)对得到的双精度矩阵I的图像块进行SAR图像的KAZE特征提取,得到双精度矩阵I的SAR-KAZE特征矩阵X:4a)从D*N个图像块中取一个图像块K,通过加性分裂算法AOS和可变传导扩散算法构造该图像块K的非线性尺度空间,得到4幅与图像块K相同尺寸的尺度变换图像块K1,K2,K3,K4,其中1≤K≤(D*N);4b)在第一幅图像块K1上选取大小为9*9的矩形区域,使用SAR-KAZE特征描述算子描述该矩形区域的特征,得到该矩形区域的10维SAR-KAZE特征向量j表示矩形区域在图像块中的不同位置,其中1≤j≤4;4c)令双精度矩阵I的图像块大小p=13,将13*13的图像块K1分成2*2个9*9的矩形区域,其中每两个相邻矩形区域有5个像素的重叠,得到第一幅图像块K1的4*10=40维的SAR-KAZE特征向量4d)对第二副图像块K2、第三副图像块K3和第四副图像块K4分别执行上述步骤4b)~4c),得到这3幅图像块K2,K3,K4各自的40维SAR-KAZE特征向量4e)利用4c)和4d)的结果,得到关于图像块K的一个4*40=160维的SAR-KAZE特征向量:4f)对双精度矩阵I的每一个图像块分别执行上述步骤4a)~4e),完成对双精度矩阵I所有图像块的SAR-KAZE特征向量提取,得到双精度矩阵I的SAR-KAZE特征矩阵:其中T是转置;5)对4)中得到双精度矩阵I的SAR-KAZE特征矩阵X,使用改进的稀疏子空间聚类进行聚类,得到双精度矩阵I的聚类结果G,并将聚类结果G由向量变换为矩阵Q,即为双精度矩阵I的分割结果。2.根据权利要求1所述的方法,其中步骤1)中对灰度矩阵进行双精度转换,利用MTLAB中的double函数将灰度矩阵中的整型像素值转换为双精度像素值。3.根据权利要求1所述的方法,其中步骤4a)中通过加性分裂算法AOS和可变传导扩散算法构造该图像块K的非线性尺度空间,其实现如下:4a1)根据非线性扩散滤波原理构建可变传导非线性扩散方程:其中是图像块K高斯滤波后的图像的梯度,x是图像的水平方向,y是图像的垂直方向,t为进化时间,函数其中...
【专利技术属性】
技术研发人员:侯彪,焦李成,刘胜男,马晶晶,马文萍,王爽,白静,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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