一種基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法。包括如下步驟：1）將影像以不同的分割尺度進(jìn)行分割，得到一系列的影像分割結(jié)果圖像；2）根據(jù)本發(fā)明的同質(zhì)性評(píng)價(jià)方法計(jì)算不同尺度下影像分割結(jié)果圖像中對(duì)象內(nèi)部的同質(zhì)性指數(shù)；3）根據(jù)本發(fā)明的異質(zhì)性評(píng)價(jià)方法計(jì)算不同尺度下影像分割結(jié)果圖像對(duì)象之間的異質(zhì)性指數(shù)；4）將同質(zhì)性指數(shù)和異質(zhì)性指數(shù)歸一化，指定異質(zhì)性指數(shù)的權(quán)重，綜合評(píng)價(jià)指數(shù)最小值對(duì)應(yīng)的分割尺度為影像的最佳分割尺度。本發(fā)明應(yīng)用鄰域總變分對(duì)影像分割結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，綜合考慮了影像分割對(duì)象內(nèi)部的同質(zhì)性和對(duì)象之間的異質(zhì)性，為影像最佳分割尺度提供客觀的選擇方法，有利于提供影像的分割效果和影像的后續(xù)處理。
【專利說明】一種基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及如何選擇遙感影像的最佳分割尺度的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002]影像分割是面向?qū)ο笥跋裉幚淼年P(guān)鍵步驟，分割的質(zhì)量會(huì)直接影響影像的后續(xù)處理效果，其中分割尺度的選擇在影像的分割效果中有舉足輕重的作用。最佳分割尺度的定義為影像利用該尺度分割后，地類能由一個(gè)或幾個(gè)對(duì)象來表達(dá)，對(duì)象大小和地物目標(biāo)大小接近，影像對(duì)象內(nèi)部的灰度比較均勻，對(duì)象之間的灰度差異較大。目前關(guān)于影像的最佳分割尺度的選擇有多種方法，如對(duì)象與鄰域絕對(duì)均值差分方差比(Ratio of Mean Differenceto Neighbors to Standard Deviation, RMAS)、矢量距離法,但這兩種方法有所偏頗，并不能比較全面地考慮影像欠分割或過分割的問題。Espindola通過空間自相關(guān)性分析影像的分割效果來進(jìn)行影像最佳分割尺度選擇，但其中的選擇標(biāo)準(zhǔn)不能很好地體現(xiàn)影像分割的最優(yōu)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決影像分割尺度選擇的難題，提供一種基于鄰域總變分的方法進(jìn)行最佳分割尺度選擇。
[0004]基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法包括如下步驟:
[0005]I)將影像以不同的分割尺度進(jìn)行分割，得到一系列的影像分割結(jié)果圖像；
[0006]2)根據(jù)同質(zhì)性評(píng)價(jià)方 法計(jì)算每個(gè)分割尺度下的影像分割結(jié)果圖像中對(duì)象內(nèi)部的同質(zhì)性指數(shù)H ；
[0007]3)根據(jù)異質(zhì)性評(píng)價(jià)方法計(jì)算每個(gè)分割尺度下的影像分割結(jié)果圖像中對(duì)象之間的異質(zhì)性指數(shù)I ;
[0008]4)將同質(zhì)性指數(shù)H和異質(zhì)性指數(shù)I歸一化，指定異質(zhì)性指數(shù)I的權(quán)重，計(jì)算每個(gè)尺度下的影像分割結(jié)果圖像的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F(H，I)，獲取影像分割綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F (H，I)的最小值，綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F(H，I)的最小值對(duì)應(yīng)的分割尺度為影像的最佳分割尺度。
[0009]所述的步驟2)包括:
[0010](I)獲取每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中分割對(duì)象的總個(gè)數(shù)η ;
[0011](2)設(shè)定每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中第k個(gè)分割對(duì)象的面積ak和灰度標(biāo)準(zhǔn)差Vk ；
[0012](3)按下式求得每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中所有分割對(duì)象內(nèi)部的同質(zhì)性指數(shù)H，
[0014]所述的步驟3)包括:
[0015](I)按下式求得原始影像f (X，y)的梯度g的模Ig(f (X，y)) I，[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法，其特征在于包括如下步驟: 1)將影像以不同的分割尺度進(jìn)行分割，得到一系列的影像分割結(jié)果圖像； 2)根據(jù)同質(zhì)性評(píng)價(jià)方法計(jì)算每個(gè)分割尺度下的影像分割結(jié)果圖像中對(duì)象內(nèi)部的同質(zhì)性指數(shù)H ； 3)根據(jù)異質(zhì)性評(píng)價(jià)方法計(jì)算每個(gè)分割尺度下的影像分割結(jié)果圖像中對(duì)象之間的異質(zhì)性指數(shù)I ; 4)將同質(zhì)性指數(shù)H和異質(zhì)性指數(shù)I歸一化，指定異質(zhì)性指數(shù)I的權(quán)重，計(jì)算每個(gè)尺度下的影像分割結(jié)果圖像的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F(H，I)，獲取影像分割綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F (H，I)的最小值，綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F(H，I)的最小值對(duì)應(yīng)的分割尺度為影像的最佳分割尺度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法，其特征在于所述的步驟2)包括: (O獲取每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中分割對(duì)象的總個(gè)數(shù)η ; (2)設(shè)定每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中第k個(gè)分割對(duì)象的面積ak和灰度標(biāo)準(zhǔn)差Vk； (3)按下式求得每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中所有分割對(duì)象內(nèi)部的同質(zhì)性指數(shù)H，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法，其特征在于所述的步驟3)包括: (1)按下式求得原始影像f(X，y)的梯度g的模|g(f (X，y)) I， g(/(x，v)) I同2+陣丫
V vildxj [dvj ; (2)設(shè)定每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中分割對(duì)象邊界半徑鄰域范圍半徑為r，以及鄰域范圍為D'f，得到鄰域范圍d上的像素個(gè)數(shù); (3)按下式求得每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中鄰域范圍巧上影像梯度的模|g(f(x，y))的積分，
J1, (/(U))= J ( D'f ; (4)按下式求得每個(gè)影像分割結(jié)果圖像中影像對(duì)象之間的異質(zhì)性指數(shù)I，
I \g{x,y)\dxdy O
/r,
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于鄰域總變分的影像最佳分割尺度選擇方法，其特征在于所述的步驟4)包括: (O按下兩式將所有影像分割結(jié)果圖像的同質(zhì)性指數(shù)H和異質(zhì)性指數(shù)I分別歸一化，
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103514599SQ201310386335
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】王國(guó)鋒, 杜震洪, 李建成, 勞小敏 申請(qǐng)人:中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司, 浙江大學(xué)