结合双树复小波纹理特征和MRF模型的遥感图像分割

针对经典的小波纹理不能准确地表达影像纹理特征的问题,以及影像分割结果缺少对像元空间相关性和分布关系的考虑。本文提出了结合双树复小波（DT-CWT）纹理和马尔可夫随机场（MRF）模型的高分辨率遥感影像分割方法。首先,通过双树复小波变换提取影像纹理特征,联合光谱特征形成表达影像信息的混合特征向量;然后,将混合特征向量高斯归一化处理,并用K-means聚类的方法对特征空间中的混合特征向量聚类得到初始分割图;最后,借助马尔可夫随机场模型在初始分割结果中引入上下文信息,基于贝叶斯最大后验概率准则得到最终的分割结果。本文通过双树复小波纹理提高了特征表达的准确度,同时使用马尔可夫随机场模型减弱了分割结果中同质区域的“椒盐噪声”,从而进一步提高了高分辨率遥感影像分割的精度。     

基于高斯马尔可夫随机场混合模型的纹理图像分割

针对以高斯马尔可夫随机场中的邻域像素互作用参数为特征、以高斯混合模型为分类器的二步纹理图像分割方法,提出一个两者相互结合的一步模型———高斯马尔可夫随机场混合模型,并给出其EM算法的迭代计算公式。利用该模型进行纹理图像的分割实验,发现该算法在纹理图像分割的精度上比前者有较大程度的提高。     

基于Voronoi几何划分和EM/MPM算法的多视SAR图像分割

基于区域和统计的SAR分割方法,提出一种结合Voronoi划分技术、最大期望值EM(Expectation Maximization)和最大边缘概率MPM(Maximization of the Posterior Marginal)算法的多视SAR图像分割方法。首先利用Voronoi划分将图像域划分成不同的子区域,而每个子区域可以被看成待分割同质区域的一个组成部分,并假设每个子区域内的像素满足同一独立的Gamma分布,从而建立多视SAR图像模型,并在贝叶斯理论架构下建立图像分割模型,然后结合EM/MPM算法进行图像分割和模型参数估计。该方法将基于像元的马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)模型扩展到基于区域的MRF模型,并且能同时有效地获取模型参数估计和基于区域的SAR图像最优分割。采用本文算法,分别对RADARSAT-Ⅰ/ⅡSAR强度图像和合成SAR强度图像进行了分割实验,定性和定量的测试结果验证了本文方法的有效性、可靠性和准确性。     

基于MRF参数的纹理识别的线性规划法

介绍了基于MRF参数的线性规划法纹理识别的原理和单纯形算法。通过对7种从航空像片上采集的典型纹理的分类实验表明,平均正确识别率为0.94,平均正确拒绝率为0.92。     

基于小波域分层Markov模型的纹理分割

提出了一种新的小波域分层Markov模型。该模型使用高斯马尔可夫随机场(Gauss Markov randomfield,GMRF)模型描述每一尺度小波系数向量的分布,考虑了同一尺度特征之间的相互作用;利用尺度间的因果马尔可夫随机场(Markov random field,MRF)模型和尺度内的非因果MRF模型来描述标记场的局部作用关系,以此确定标记场的先验信息。根据贝叶斯准则,利用多目标问题优化技术,给出了此模型相应的纹理分割算法。最后,与经典模型的分割算法进行了对比实验,验证了所提出算法的有效性。     

基于MRF的各向异性图像修复模型

针对图像上划痕等小区域的恢复问题,提出了一种顾及边缘的各向异性马尔可夫随机场修复模型,并采用模拟退火算法实现解算。对不同类型的图像进行了修复实验,获得了较好的修复效果。     

基于纹理特征的图像恢复

在机器视觉和图像处理领域中,图像去噪是一个极其重要的问题,但在消除噪声的同时也丢失了图像中的纹理边缘信息。针对这一缺点,分析了图像去噪的难点,以UINTA(unsupervised,information-theoretic,adaptive filtering)方法为基础,对其作了改进,以信号能量为准则,分别从时域和频域的角度提出了一种纹理特征检测算子,利用该算子对滤除的残余图像重新识别,提取出被误判的纹理细节信息,然后把它补偿到滤波后的图像中,获得最终的去噪图像。实验结果表明,该方法在保留图像纹理特征的同时,有效地去除了图像中的噪声信息,提高了图像的信噪比,降低了均方误差,显著改善了图像的视觉效果,具有很强的实用性。     

一种新的基于高斯混合模型的纹理图像分割方法

提出了一种新的结合了小波变换的高斯混合模型纹理分割方法。该方法包括预处理、小波变换、模型训练、计算后验概率和标记图像等5个阶段,并分析了将高斯混合模型引入纹理分割需要注意的几个方面。试验结果表明,该算法具有较好的分割性能。     

图像纹理基元分类的马尔柯夫随机场方法

提出基于马尔柯夫随机场（MRF）的图像纹理基元分类新方法。利用MRF里中心像元特征值与邻近像元特征值之间的约束关系,反映图像纹理基元的特征以及不同的MRF参数。根据由同一类别的图像求得的MRF参数计算出的标准差最小这一性质来进行图像纹理的分类。通过不同实验方案的对比,以及与不同分类方法的比较,证实提出的图像纹理基元分类方法具有一定的优势。     

结合MST划分和RHMRF-FCM算法的高分辨率遥感图像分割

针对基于像素的HMRF-FCM算法抗噪性差以及对地物复杂边界分割精度低的问题,提出一种结合形状信息的静态MST区域划分和RHMRF-FCM算法的高分辨率遥感图像分割方法。该方法定义一种静态MST同质区域划分准则,借助MST能较好表达边界和形状信息、能较好抑制几何噪声的特点,解决地物复杂边界的表达和降低分割结果中几何噪声问题。首先,利用MST静态划分将图像域划分成若干个均质区域,假设每个均质区域内光谱测度服从独立同一的多元高斯分布。然后,在此基础上构建了区域隐马尔可夫随机场模型,以及建立基于信息熵和KL信息正则化项的模糊聚类目标函数。最后,采用偏微分方法对分割模型参数进行求解,从而得到全局最优分割结果。为验证本文方法,对WorldView-3高分遥感图像进行分割试验。定性、定量分析了尺度参数、光谱相似性参数和区域紧致度参数对最优分割结果的影响,并对比分析本文算法和eCognition软件中的多分辨率分割算法、分水岭算法。     

基于马尔柯夫随机场的多波段遥感影像纹理分割研究

利用马尔柯夫随机场（MRF），对光谱矢量在二维空间的映射模式予以描述，建立了基于马尔柯夫随机场的多波段纹理模型，提出了在多波段遥感影像中吉布斯（Gibbs）分布势函数和吉布斯参数的计算方法，并提出了一种迭代修正的多波段遥感影像纹理分割方法。     

利用小波域多尺度模糊MRF模型进行纹理分割

针对小波域多尺度马尔科夫随机场模型(Markov random field,MRF)对信息利用不充分的特点,在模型中引入模糊理论,提出了一种新的小波域多尺度MRF模型。新模型定义了相应的模糊概率场,通过模糊概率场描述每个小波域各尺度上像素的类别隶属度;根据模糊概率场估计了对应的特征场模型参数,参数的估计考虑了同尺度所有位置的特征信息;根据特征场模型导出了对应的示性场模型,用其反映每个像素的类别能量。利用贝叶斯准则给出了3步交互迭代算法,获得了分割结果。     

基于MRF随机场和广义混合模型的遥感图像分级聚类

有限混合模型FM的分级聚类已广泛应用于不同领域,然而,它的计算复杂度与观测数据的平方成正比,因此,在海量数据方面的应用就受到了限制。另一方面,多光谱图像数据中同时包含有空间和光谱两类信息,但大多数基于像素的多光谱图像聚类方法,仅使用了其频谱信息而忽视了空间信息。本文提出了一种新的基于广义有限混合模型GFM的分级聚类方法,该算法把MRF随机场和GFM模型结合在一起,分类数可以通过PLIC准则自动确定。算法在执行过程中,采用K均值聚类方式获得过分类图像,分级聚类从过分类图像开始,代替原来从单点类开始的方式,这样可以方便获取GFM模型成分密度的初始参数。最后,采用由Gibbs采样器生成的仿真测试图对算法的精度进行了定量评价,通过与K均值聚类和FM聚类的比较说明了本文算法的优越性,同时用荷兰Flevoland农业地区的极化SAR图像验证了本文算法的有效性。     

一种基于马尔可夫随机场的影像纹理分类方法

针对纹理影像先估计出其马尔可夫随机场参数,后运用多元统计分析中模糊聚类分析的数学方法进行定量分类,从而为解决划分上的不确定性现象找出描述方法,获得客观的分类结果。     

基于Markov随机场的彩色图像区域分析方法

提出了一种基于纹理的彩色图像区域分析方法, 彩色图像的纹理用Ｍａｒｋｏｖ 随机场表达; 为了提高纹理模型对纹理变化的敏感性, 随机场模型建立在Ｏｈｔａ 提出的３ 个正交彩色特征量上。用此彩色纹理模型对部分彩色航片进行区域分析效果明显     

基于模糊马尔可夫随机场的无监督遥感图像分割算法

遥感图像分割是对遥感图像进行处理的最为关键的一步.马尔科夫随机场模型作为先验模型,在图像分割领域已经得到了广泛的应用,实践证明该模型有助于提高图像分割的效果.但是由于环境和传感器的影响,遥感图像具有灰度变化大、纹理复杂及边界模糊等特点,经典的马尔科夫随机场模型在遥感图像分割中的分割效果通常并不理想.本文针对遥感图像分割中某些像素分类的不确定性,建立了模糊马尔可夫随机场模型(FMRF).该模型结合分割问题中的随机性与模糊性,更合理地获取了图像的先验知识,较好地符合了遥感图像的特点,因而使得图像分割过程中使用先验知识更为准确.同时算法针对遥感图像的特点,结合了图像的灰度特征和纹理特征,从而使其能更准确地区分图像中的不同类.为使两种特征能够很好地结合,本文采用了贝叶斯分割方法,使用权值对图像特征进行权衡.同时本文采用最大期望算法(EM)对不完整的数据进行估计,应用模拟退火算法(SA)获得全局最优解,从而实现了无监督分割.实验证明,对于SAR图像,该方法较经典的马尔可夫随机场(MRF)算法和模糊C-均值(FCM)算法更好地处理了边缘的混叠,明显减少了斑点噪声,使分割结果更加准确.     

结合高斯马尔可夫随机场纹理模型与支撑向量机在高分辨率遥感图像上提取道路网

在高分辨率遥感图像上,道路网的同物异谱现象更为突出,因此其提取难度更大。提出了一种马尔可夫随机场纹理模型与支撑向量机分类相结合的道路网提取方法。其基本过程是:利用高斯马尔科夫随机场模型6个归一化特征值进行支撑向量机的分类得到道路斑块,利用形态学算子对其进行初步连接并提取轴线,然后通过斑块轴线的启发式连接得到最终道路网。试验证明方法是有效的。     

利用MRF方法的高分辨率影像道路提取

高分辨率遥感影像提供了地物更丰富的信息,包括光谱信息、地物结构、形状、纹理以及地物之间的空间关系等多方面的信息。面向对象的影像分析方法以目标地物为研究对象,充分考虑目标地物的形状、结构及空间关系等信息进行目标的提取和分析,是当前高分辨率信息提取技术的主要方法。研究了采用面向对象目标的思想将MRF方法应用于高分辨率遥感影像的道路目标提取中,并进行了道路提取实验。