本文關鍵詞：基于分層三重馬爾可夫場的SAR圖像分割

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【摘要】：合成孔徑雷達(SAR)對于光照和大氣等條件不敏感,可以全天時、全天候?qū)δ繕诉M行監(jiān)測,故而在軍事偵察和民用領域得到了廣泛應用。SAR圖像分割是SAR圖像解譯技術的重要環(huán)節(jié),能夠反映圖像的空間結構信息,揭示圖像的本質(zhì),成為國內(nèi)外學者研究的熱點。但其后向散射的成像機制決定了SAR圖像中不可避免的存在著相干斑噪聲,使圖像質(zhì)量下降。因此,如何抑制斑點噪聲并準確地分割出目標區(qū)域一直是SAR圖像分割研究中的難點和重點所在。馬爾可夫隨機場(MRF)算法能夠很好的描述像素之間的空間依賴性,被廣泛應用在計算機視覺以及圖像處理領域中。但它假設圖像中每個區(qū)域是均勻同質(zhì)的,因此并不適用于建模紋理信息豐富的非平穩(wěn)SAR圖像。三重馬爾可夫場(TMF)模型很好的彌補了這一缺陷,通過引入輔助場U來區(qū)分圖像不同的平穩(wěn)態(tài)并分別進行處理,實現(xiàn)對非平穩(wěn)圖像更好的建模,取得了較為滿意的分割效果。但是,作為一種非因果模型,TMF對能量函數(shù)的建模僅僅考慮了圖像相鄰像素間的局部信息,而對全局信息的統(tǒng)計能力仍存在較大的提升空間。在對TMF模型分析的基礎上,本文提出了一種基于非線性擴散分層三重馬爾可夫場(ND-HTMF)模型的SAR圖像分割算法。相比于其他基于四叉樹或金字塔的多尺度生成策略,基于非線性擴散的方法所生成的多尺度圖像是基于圖像內(nèi)容的,具有抑制噪聲且準確定位邊緣的優(yōu)勢。因此,本文所提算法將非線性擴散的多尺度分解策略和HTMF模型的多尺度信息融合策略的優(yōu)點有機結合,能夠準確全面的捕獲圖像的局部和全局特征。此外,我們對ND-HTMF模型中的輔助場U重新定義和初始化,將圖像的非平穩(wěn)性與邊緣特征相結合,為分割中的邊緣定位提供了額外的指導作用。最后通過自底向上和自上而下的計算過程分別建模多尺度似然項和多尺度能量函數(shù),使得圖像的局部和全局信息在尺度間傳遞,最終實現(xiàn)SAR圖像的準確分割。對合成SAR圖像和實測SAR圖像的仿真實驗充分驗證了本文所提算法的有效性,且證明該算法在分割結果的準確率、邊緣定位準確性和區(qū)域一致性方面均具有突出的優(yōu)勢。
【關鍵詞】：SAR圖像分割 非線性擴散 三重馬爾可夫場 ND-HTMF 輔助場 多尺度似然項 多尺度能量函數(shù)
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 課題研究背景及意義15-17
• 1.2 SAR圖像分割的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 論文的內(nèi)容和安排20-23
• 第二章 SAR圖像特征分析23-31
• 2.1 SAR圖像特性23-28
• 2.1.1 成像散射特征23-26
• 2.1.2 SAR圖像的相干斑噪聲特征26-28
• 2.2 SAR圖像統(tǒng)計特性及統(tǒng)計模型28-30
• 2.2.1 經(jīng)驗分布28-29
• 2.2.2 基于乘性模型發(fā)展的分布29-30
• 2.2.3 基于非乘性模型的分布30
• 2.3 本章小結30-31
• 第三章 三重馬爾可夫隨機場理論31-41
• 3.1 基于馬爾可夫隨機場的SAR圖像分割理論31-35
• 3.1.1 鄰域系統(tǒng)和基團31-32
• 3.1.2 Markov隨機場與Gibbs隨機場的等價關系32-33
• 3.1.3 基于MRF圖像分割的基本理論33-35
• 3.2 三重馬爾可夫隨機場基本理論35-39
• 3.2.1 輔助場的引入及其意義36-37
• 3.2.2 三重馬爾可夫場模型37-38
• 3.2.3 三重馬爾可夫場模型的參數(shù)估計38-39
• 3.3 本章小結39-41
• 第四章 基于分層三重馬爾可夫場的SAR圖像分割41-61
• 4.1 非線性擴散概述41-47
• 4.1.1 非線性擴散方程簡介42-46
• 4.1.2 非線性擴散方程的數(shù)值解法46-47
• 4.2 基于非線性擴散分層三重馬爾可夫場模型的SAR圖像分割47-56
• 4.2.1 非線性擴散多尺度空間的生成47-50
• 4.2.2 輔助場ND HTMFU-的重定義50-51
• 4.2.3 分層TMF模型的多尺度似然計算51-53
• 4.2.4 分層TMF模型的因果能量函數(shù)構建53-54
• 4.2.5 參數(shù)估計54
• 4.2.6 算法流程54-56
• 4.3 仿真結果與分析56-60
• 4.3.1 合成SAR圖像實驗結果與分析56-58
• 4.3.2 實測SAR圖像實驗結果與分析58-60
• 4.4 本章小結60-61
• 第五章 總結與展望61-63
• 5.1 本文工作總結61-62
• 5.2 研究工作展望62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-69
• 作者簡介69-70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王益艷;陳陽;羅立民;;基于結構保持的增廣型各向異性PDE濾波[J];東南大學學報(自然科學版);2014年04期

2 高洪濤;陳虎;劉暉;史偉哲;;國外對地觀測衛(wèi)星技術發(fā)展[J];航天器工程;2009年03期

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本文編號：686274