可变类谱聚类遥感影像分割-电子学报.PDF

第１２期 电　　子　　学　　报 Ｖｏｌ．４６　Ｎｏ．１２ ２０１８年１２月 ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ Ｄｅｃ．　２０１８ 可变类谱聚类遥感影像分割 李　玉，袁永华，赵雪梅 （辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院遥感科学与应用研究院，辽宁阜新 １２３０００） 　　摘　要：　为实现遥感影像分割中类别数的准确、自动判别，提出了一种可变类谱聚类算法．根据影像的相似图构 建权值矩阵和标准Ｌａｐｌａｃｉａｎｓ矩阵，计算Ｌａｐｌａｃｉａｎｓ矩阵较小特征值对应的特征向量生成特征向量矩阵，并视其与像 素对应的向量行为像素特征点集；研究Ｌａｐｌａｃｉａｎｓ矩阵处于不同（近似）块对角结构时类属同一目标类像素特征点的 聚集性，定义聚类度指标，计算不同分割类别数对应聚类度；选择聚类度将发生最后一次较大跳变时的分割类别数作 为算法估计类别数，并采用ＦＣＭ（ＦｕｚｚｙＣＭｅａｎｓ）算法划分该类别数对应像素特征点集实现影像分割．分别采用提出 算法和基于特征间隙的算法分割合成及真实遥感影像．实验结果表明提出算法可准确地判别影像类别数． 关键词：　遥感影像；可变类分割；相似图；谱聚类 中图分类号：　ＴＰ１８１　　　文献标识码：　Ａ　　　文章编号：　０３７２２１１２（２０１８）１２３０２１０８ 电子学报ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｊｏｕｒｎａｌ．ｏｒｇ．ｃｎ　 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０３７２２１１２．２０１８．１２．０２８ ＳｐｅｃｔｒａｌＣｌｕｓｔｅｒｉｎｇｏｆＶａｒｉａｂｌｅＣｌａｓｓｆｏｒ ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＩｍａｇｅＳｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ＬＩＹｕ，ＹＵＡＮＹｏｎｇｈｕａ，ＺＨＡＯＸｕｅｍｅｉ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｍａｔｉｃｓ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１２３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｓｐｅｃｔｒａｌｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｔｏｃｏｒｒｅｃｔｌｙａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｌａｓｓｅｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｗｅｉｇｈｔｅｄｍａｔｒｉｘａｎｄｔｈｅｎｏｒｍａｌｉｚｅｄＬａｐｌａｃｉａｎｓｍａｔｒｉｘａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｇｒａｐｈｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏａｇｉｖｅｎｉｍａｇｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｅｉｇｅｎｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｎｏｒ ｍａｌｉｚｅｄＬａｐｌａｃｉａｎｓｍａｔｒｉｘａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｓｍａｔｒｉｘａｎｄｔｈｅｐｉｘｅｌｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｓｓｅｔｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙ ｍｅａｎｓｏｆｔｒｅａｔｉｎｇｅａｃｈｌｉｎｅｏｆｔｈｅｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒｓａｓａｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄａｔａｐｏｉｎｔ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｗｈｅｎｔｈｅＬａｐｌａｃｉａｎｓｍａｔｒｉｘｉｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｂｌｏｃｋｄｉａｇｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｅｘｐｌｏｉｔｓｔｈｅｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｐｉｘｅｌｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｓｂｅ ｌｏｎｇｉｎｇｔｏｔｈｅｓａｍｅｃｌａｓｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｕｍｂｅｒｏｆｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｌａｓｓｅｓ ｂ