一种基于超像素和全卷积网络的极化SAR图像分类方法技术

技术编号:24685807 阅读:27 留言:0更新日期:2020-06-27 08:36
本发明专利技术公开了一种基于超像素和全卷积网络的极化SAR图像分类方法,主要解决现有极化SAR图像分类方法分类精度不高的问题。实现步骤为:输入滤波后的极化SAR图像;提取T矩阵和H/A/α分解特征为原始特征;随机选取部分有标记样本作为训练集,剩余有标记样本作为测试集;使用训练集训练全卷积网络模型,模型训练完成后,对整幅极化SAR图像进行分类,并将结果标记为Result‑SFCN;使用超像素算法对整幅极化SAR图像进行分割,得到分割结果;用超像素的分割结果修正Result‑SFCN,将修正后的分类结果标记为Result‑SLIC;根据信息熵,得到Result‑SFCN中置信度较高的分类结果,记作Result‑SFCN1;用Result‑SFCN1修正Result‑SLIC,得到最终分类结果,记作Result‑Entropy;输出分类结果。本发明专利技术使用超像素修正SFCN的分类结果,可以进一步提高其分类结果。

A polarimetric SAR image classification method based on super-pixel and full convolution network

【技术实现步骤摘要】
一种基于超像素和全卷积网络的极化SAR图像分类方法
本专利技术属于图像处理
,主要涉及一种极化SAR图像分类方法,具体说是一种基于超像素和全卷积网络的方法用于极化SAR图像分类,可用于对极化SAR图像的地物分类和目标识别。
技术介绍
极化SAR图像分类在遥感领域变得越来越重要。极化SAR可以持续提供包含丰富的极化信息的图像,而且其已经在军用以及民用领域得到了管饭应用。因此,极化SAR图像分类得到了很多相关学者的关注,一系列相关算法被提出用于解决极化SAR图像分类任务。极化SAR图像分类方法可以分为三类,第一类是基于散射特性的分类方法,此类方法一般是根据极化SAR数据的物理意义,但是此类算法往往需要缜密的分析和推导,不利于此类算法的发展;第二类算法是基于极化SAR数据的统计特性,此类方法一般是基于Wishart分布,然而Wishart算法是比较消耗时间的,而且只根据Wishart分布也不利于得到好的极化SAR图像分类结果;第三类算法是基于机器学习和深度学习算法,深度学习往往比机器学习的性能更加优异,极化SAR图像分类问题从本质上来说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超像素和全卷积网络的极化SAR图像分类方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤1,根据滤波后待分类的极化SAR图像,获取极化相干矩阵T和H/A/α分解特征,并将其设置为图像原始特征;/n步骤2,将步骤1获取的图像原始特征的每个元素归一化到[0,1];/n步骤3,随机选取极化SAR图像的部分有标记样本作为训练样本,剩余有标记样本作为测试集;/n步骤4,使用步骤3得到的训练样本训练全卷积网络模型,待模型训练完成后,对整幅极化SAR图像进行分类,并将分类结果记作Result-SFCN;/n步骤5,使用超像素算法对整幅极化SAR图像进行分割,得到分割结果;/n步骤6,用超像素的分割结果修正...

【技术特征摘要】
1.一种基于超像素和全卷积网络的极化SAR图像分类方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,根据滤波后待分类的极化SAR图像,获取极化相干矩阵T和H/A/α分解特征,并将其设置为图像原始特征;
步骤2,将步骤1获取的图像原始特征的每个元素归一化到[0,1];
步骤3,随机选取极化SAR图像的部分有标记样本作为训练样本,剩余有标记样本作为测试集;
步骤4,使用步骤3得到的训练样本训练全卷积网络模型,待模型训练完成后,对整幅极化SAR图像进行分类,并将分类结果记作Result-SFCN;
步骤5,使用超像素算法对整幅极化SAR图像进行分割,得到分割结果;
步骤6,用超像素的分割结果修正Result-SFCN,并将修正后的分类结果标记为Result-SLIC;
步骤7,根据信息熵,得到Result-SFCN中置信度超过设定阈值的分类结果,记作Result-SFCN1;
步骤8,用Result-SFCN1修正Result-SLIC,得到最终的分类结果,记作Result-Entropy,并统计测试集的平均分类正确率、总体分类正确率以及Kappa系数。


2.根据权利要求1所述的一种基于超像素和全卷积网络的极化SAR图像分类方法,其特征在于,步骤1具体包括以下步骤:
1a)提取滤波后待分类的极化SAR图像的极化相干矩阵T,并提取每个像素点的T矩阵的上三角处三个元素的实部以及虚部和T矩阵的对角线上的三个元素作为原始特征的第一部分,标记为F1;
1b)对1a)中得到的极化相干矩阵T进行H/A/α分解,得到3个非负特征值以及熵、平均散射角和各向异性参数,并将其作为原始特征的第二部分,标记为F2;
1c)将1a)与1b)得到的特征合到一起,将其作为图像的原始特征,标记为F。


3.根据权利要求1所述的一种基于超像素和全卷积网络的极化SAR图像分类方法,其特征在于,步骤4具体包括以下步骤:
4a)使用滑窗操作,将整幅极化SAR图像切割为尺寸大小相同的小图,通过滑窗操作得到的图像数目的计算方式如下:
num=(ceil((Height-W)/S)+1)·(ceil((Width-W)/S)+1)<1>
其中,ceil代表向上取整函数,Height和Width分别代表图像的高度和宽度,W和S分别代表滑窗的尺寸和步长,num代表通过滑窗操作获得图像的数目;
4b)将公式<1>中的W和S分别设置为128和64,计算出图像数目num,且全卷积网络模型设有10层,表示为:
输入层—>卷积层—>池化层—>卷积层—>池化层—...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈彦桥高峰关俊志王雅涵柴兴华
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十四研究所
类型:发明
国别省市:河北;13

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