基于窄带多区域水平集方法的遥感图像分割.pdfVIP

第31卷，第11期 2ol and November，2011 1年l1月 SpectralAnalysis Spcctroscopy 基于窄带多区域水平集方法的遥感图像分割 Kasabov3 方江雄1，屠恩美1，杨杰1，贾振红2，Nikola 1．上海交通大学图像处理与模式识别研究所，上海200240 2．新疆大学电子系，新疆乌鲁木齐830046 3．奥克兰理工大学知识工程与发现研究所，新西兰奥克兰 摘要由于遥感图像存在边缘混叠等问题，经典的C-V模型会产生大虽的冗余轮廓，而且无法分割多个 同质区域的只标。为此，提fI{r基于c．V模型的窄带多区域水平集图像分割方法，采用N一1个水平集函数 将图像分割成N(N：1)个区域，每个水平集函数表达一个区域。该方法一方面通过建立独立多区域水平集 模犁可以消除多余的轮廓，避免分割区域的匡叠和漏分；另一方面应用窄带技术来减小水平集方法中的计 算量。对遥感图像进行了实验，结果表明该方法能快速有效地分割该图像。 关键词 图像分割；窄带水平集；多区域水平集；遥感图像 中图分类号：TP312文献标识码：A DoI：lo．3964／j．issmlooo—0593(2011)11—300卜05 A2I(1一H(乒))(卜一c2)2如曲(2) 引 言 乞 其中L(乒)是闭合轮廓线r的长度；岸，A-，Azo是各个能量 随着卫星遥感和航空遥感图像分辨率技术的不断提高， 项权重系数；ct和cz分别为分割图像的目标区域R·和背景 遥感图像的研究已成为前沿』、uJ题之一。图像分割…是高分辨 区域Rz平均厌度值，H(≯)为Heaviside函数。 率遥感I冬I像信息提取和图像分类的重要环节，由于高分辨率 根据欧拉啦格朗日方法以及变分法，求解水平集函数 遥感信息茸丰富而复杂，给高分辨率遥感图像分割带来了挑 的能量最小值，可以得到能量方程(2)的水平集函数的演化 战。图像分割的日的就是将|冬{像中的厌度同质区域分离开。 方程为 并通过各个同质区域的边界来表达。近年来，水平集分割方 法[2]凭借其自由拓扑性及多信息J￡融性，被广泛应用予计算 机视觉领域，例如I冬{像分割、运动跟踪、三维重建。 (3) 基于M叫怕rd_shah(M-s)模型的水平集方法【2’是20世 在水平集曲线演化过程中c·和cz按如下方式进行更新 纪80年代提出的一种非常优秀的图像分割算法，chan J(z，y)H：(≯(z，y))dzdy 等[3’4]首先以简化的Murnford-Shah模型和变分法为基础， 建立了分段常值两相图像分割的变分水平集模利(c_V模 c1(乒)=盟——r———————————一 IH。(庐(z，y))出曲 型)。设定义域为n的灰度I冬I像J(z，y)被水平集函数声(z，y) D (4) 的零水平集兀z)划分为互补重叠的两个区域R1和R。，其中 IJ(z，y)[1一H(乒(z，y))]dzd