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        k均值聚類引導(dǎo)的遙感影像多尺度分割優(yōu)化方法

        2015-11-07 00:55:30王慧賢靳惠佳王嬌龍江萬(wàn)壽武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湖北武漢40079中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所空間信息處理與應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京0090河北省制圖院河北石家莊0500
        測(cè)繪學(xué)報(bào) 2015年5期
        關(guān)鍵詞:均值尺度聚類

        王慧賢,靳惠佳,王嬌龍,江萬(wàn)壽.武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢40079;2.中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所空間信息處理與應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京0090;.河北省制圖院,河北石家莊0500

        k均值聚類引導(dǎo)的遙感影像多尺度分割優(yōu)化方法

        王慧賢1,2,靳惠佳1,王嬌龍3,江萬(wàn)壽1
        1.武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢430079;2.中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所空間信息處理與應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100190;3.河北省制圖院,河北石家莊050031

        針對(duì)不同尺度地物的分割需求,提出了一種k均值聚類引導(dǎo)的多尺度分割優(yōu)化方法。首先對(duì)原始影像進(jìn)行小尺度分割和k均值聚類,然后利用k均值聚類結(jié)果引導(dǎo)對(duì)象合并,在合并過程中利用Otsu閾值方法自動(dòng)選擇k均值聚類的影響因子,最終得到適應(yīng)不同尺度地物的分割結(jié)果。以FNEA多尺度分割方法為例,利用模擬數(shù)據(jù)和真實(shí)的GeoEye-1影像數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),目視和定量評(píng)價(jià)表明本文方法能夠得到適宜不同尺度地物的高質(zhì)量分割結(jié)果。

        多尺度分割;k均值聚類;引導(dǎo)優(yōu)化;FNEA;Otsu閾值法

        1 引 言

        隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,高分辨率影像能夠提供越來(lái)越詳盡的地面特征,既有如水體、農(nóng)田等大尺度地物,又有如汽車、交通標(biāo)記等小尺度地物,多尺度特征表現(xiàn)得更加明顯。單個(gè)像元已經(jīng)很難表達(dá)一個(gè)地物目標(biāo)并且基于像元的分割結(jié)果往往不連續(xù),而面向?qū)ο蟮姆指罘椒梢钥朔@些缺點(diǎn),隨之應(yīng)運(yùn)而生。伴隨著多尺度特征的凸顯,于21世紀(jì)初多尺度概念在圖像分割領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。多尺度分水嶺(watersheds)算法[1-2]、均值漂移算法(mean shift)[3]、統(tǒng)計(jì)區(qū)域合并算法[4]、小波域HMT模型[5]、基于圖的分割算法[6]以及分形網(wǎng)絡(luò)演化方法(fractal net evolution approach,F(xiàn)NEA)[7]等都是多尺度分割領(lǐng)域典型的算法。這類方法通常試圖采用特定的最優(yōu)尺度閾值參數(shù)來(lái)控制分割過程,以使地物高水平對(duì)象特征得到更好地表達(dá)[8]。目前最優(yōu)分割尺度的選擇方法可以歸為定性和定量?jī)煞N。定性方法主要是“試錯(cuò)法”[9],即根據(jù)研究者的需求通過反復(fù)試驗(yàn)分割尺度,目視確定其值。這種方法具有一定的主觀性,受工作人員專業(yè)水平和感官差異的限制,很難得到最優(yōu)分割結(jié)果。另有一些研究者設(shè)計(jì)各種模型或算法來(lái)定量確定不同地物的最佳分割尺度,以增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)物的檢測(cè)與識(shí)別能力,如影像方差和空間自相關(guān)法[8]、局部方差法[10]、最大面積法[11]、矢量距離指數(shù)[12]以及建立圖斑顯著性變化曲線[13],對(duì)最優(yōu)尺度的確定進(jìn)行試驗(yàn),也取得了一定的成效。然而這些方法往往只針對(duì)某種特定地物類型,這時(shí)獲得的最佳分割尺度并非每種地物的最佳分割尺度。因?yàn)樵谝环b感圖像中,對(duì)于不同的地物,其適宜的分割尺度可能不同,如水體和汽車所需的分割尺度就不一樣。研究表明小的尺度閾值會(huì)得到詳盡的較小區(qū)域,大的尺度閾值產(chǎn)生較大的影像區(qū)域從而反映特征顯著的對(duì)象。這樣往往導(dǎo)致大尺度地物適合時(shí),小尺度地物欠分割;小尺度地物適合時(shí),大尺度地物過分割,很難得到一個(gè)滿足不同尺度地物需求的結(jié)果。

        鑒于此,本文提出一種k均值聚類引導(dǎo)的多尺度分割優(yōu)化方法,該方法降低了對(duì)尺度參數(shù)的依賴,可以同時(shí)獲得適應(yīng)不同地物類型的分割結(jié)果,下面以FNEA方法為例來(lái)說(shuō)明該優(yōu)化方法的原理與流程。

        2 基于FNEA的影像初分割

        FNEA是文獻(xiàn)[7]在2000年提出的一種面向?qū)ο蟮亩喑叨葓D像分割方法,通過設(shè)置不同的尺度參數(shù),并基于自下而上信息進(jìn)行區(qū)域合并,最終得到對(duì)象的層次結(jié)構(gòu)。這種面向?qū)ο蟮乃枷刖C合考慮對(duì)象的光譜特征和形狀特征等優(yōu)點(diǎn),使得其優(yōu)于其他的多尺度分割算法。

        該方法的依據(jù)為合并前后單元的異質(zhì)度變化程度,合并規(guī)則要求合并前后對(duì)象的異質(zhì)度變化最小,合并后異質(zhì)度的增加量hdiff表示為

        式中,Δhcolor為光譜異質(zhì)度增量,權(quán)重為wcolor;Δhshape為形狀異質(zhì)度增量,權(quán)重為wshape。Δhshape由緊致度增量Δhcomp和光滑度增量Δhsmooth兩部分組成,權(quán)重分別為wcomp和wsmooth,計(jì)算公式如式(2)

        式中,wc表示每個(gè)波段c的權(quán)值;n1、n2、σ1c、σ2c、l1、l2、b1、b2分別為要合并的兩個(gè)對(duì)象的像素個(gè)數(shù)、方差、周長(zhǎng)和最小外包矩形的周長(zhǎng);nm、σmc、lm、bm分別為合并后的對(duì)象的像素個(gè)數(shù)、方差、周長(zhǎng)和最小外包矩形的周長(zhǎng)。

        FNEA方法采用局部最優(yōu)合并策略,與全局最優(yōu)策略相比,能夠顧及更多的細(xì)節(jié)和低對(duì)比度區(qū)域,而且執(zhí)行效率更高。FNEA對(duì)象的合并是一個(gè)迭代的過程,在每一次迭代中,若該對(duì)象與其鄰域?qū)ο蟮淖钚‘愘|(zhì)度增量小于閾值,則將它與該鄰域?qū)ο蠛喜⒊尚碌膶?duì)象,否則不進(jìn)行任何操作。迭代終止的條件是在該次迭代中所有的對(duì)象都沒有與其鄰域?qū)ο筮M(jìn)行合并,即該次迭代過程中異質(zhì)度的增加量超出了閾值。

        在本文中,F(xiàn)NEA作為初分割,設(shè)置較小的尺度參數(shù)得到較小的分割對(duì)象,以便作為后續(xù)基于k均值聚類引導(dǎo)優(yōu)化合并過程的基礎(chǔ)。

        3 k均值聚類引導(dǎo)的多尺度分割優(yōu)化方法

        3.1 k均值聚類引導(dǎo)的優(yōu)化策略

        k均值聚類[14]是一種非監(jiān)督分類方法,易于實(shí)現(xiàn)且效率較高,在所有聚類算法中應(yīng)用最為廣泛。它以距離為相似性準(zhǔn)則,認(rèn)為兩個(gè)對(duì)象的距離越近,其相似度越大。利用k均值聚類對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,能夠得到適合大尺度地物較好的分類結(jié)果。

        將k均值聚類結(jié)果應(yīng)用于初分割后的小尺度對(duì)象合并過程,包括以下3個(gè)步驟:

        (1)判斷對(duì)象層中每個(gè)對(duì)象和其鄰域?qū)ο蟮念悇e。結(jié)合k均值聚類的結(jié)果,統(tǒng)計(jì)FNEA小尺度分割結(jié)果每個(gè)對(duì)象的類別直方圖。判定標(biāo)準(zhǔn):如果該對(duì)象中絕大多數(shù)像素即第一主類的百分比大于k均值聚類影響控制因子α,則定義該對(duì)象為第一主類所屬類別;反之則不對(duì)該影像進(jìn)行處理。

        (2)計(jì)算當(dāng)前對(duì)象與類別相同的鄰域?qū)ο蟮念悇e同質(zhì)度Hd,并得到最大的類別同質(zhì)度Hdmax。

        (3)該對(duì)象與類別同質(zhì)度最大的鄰域?qū)ο蠛喜ⅰ?/p>

        算法的具體流程參見圖1。

        圖1 k均值聚類引導(dǎo)多尺度分割算法流程Fig.1 The flowchart of k-means clustering guiding multi-scale segmentation

        這里合并中所用類別同質(zhì)度的定義為

        式中,sum1和c11分別為當(dāng)前處理對(duì)象像素?cái)?shù)和第一主類百分比;sum2和c21分別為鄰域?qū)ο蟮南袼財(cái)?shù)和第一主類百分比。

        3.2 基于Otsu自動(dòng)閾值的k均值聚類影響控制因子α的確定

        從圖1k均值聚類引導(dǎo)優(yōu)化流程可以看出,控制因子α的確定至關(guān)重要。為了保證該因子能夠自動(dòng)的適應(yīng)不同影像的需要,提出一種基于Otsu自動(dòng)閾值選擇的確定方法。Otsu閾值選擇法[15]是一種比較流行的自動(dòng)閾值選擇方法。該方法將閾值選擇看作一種二類分割問題,基于直方圖統(tǒng)計(jì)理論尋找類內(nèi)方差最小或類間方差最大的值。在分割合并過程中,k均值聚類結(jié)果的影響無(wú)非是判斷該對(duì)象類別的單純性和主導(dǎo)性,進(jìn)而判斷是否要進(jìn)行后面的引導(dǎo)處理,本質(zhì)上也是一種二類問題,所以在此應(yīng)用二類分割方法來(lái)自動(dòng)獲取控制因子是可行的。Otsu自動(dòng)閾值分割方法的目標(biāo)函數(shù)可以用類間方差最大求解,其形式為

        表示滿足目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)閾值;L為影像的灰度水平。

        首先將原始影像的每個(gè)像素的波段值進(jìn)行平方和相加再開平方獲得每個(gè)像素的亮度值,然后利用Otsu方法對(duì)亮度值影像按照式(5)進(jìn)行二類分割獲得閾值T*,求取T*所對(duì)應(yīng)的累積概率值,該值即為所求取的控制因子α。

        4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        為了驗(yàn)證本文方法的有效性,采用模擬影像和GeoEye-1遙感影像兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn),如圖2所示。利用FNEA不同分割尺度與本文方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),運(yùn)用對(duì)象一致性誤差[16-17](object-levelconsistency error,OCE),變化信息(variation of information,VI)[18]作為分割結(jié)果整體評(píng)價(jià)的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。為了更好地體現(xiàn)面向?qū)ο蟮乃枷?,同時(shí)利用形狀指數(shù)(shape index,SI)[19]、完整性(completeness,CPS)和正確性(correctness,CRS)[20]來(lái)對(duì)分割結(jié)果進(jìn)行對(duì)象級(jí)別的定量評(píng)價(jià)。

        4.1 模擬影像分割試驗(yàn)

        第1組試驗(yàn)數(shù)據(jù)是從GeoEye-1遙感影像中提取的樣本數(shù)據(jù)而組合的圖像,影像左上角為草地、右上角為森林、左下角為水體、右下角為耕地,在草地和林地中還零星有一些大小和顏色不同的房子,大小為512像素×512像素,如圖2(a)所示。圖3(a)是用來(lái)評(píng)價(jià)的參考分割圖像,分別選取3個(gè)不同尺度的對(duì)象(對(duì)象1、對(duì)象2和對(duì)象3)區(qū)域作定量評(píng)價(jià)。圖3(b)是經(jīng)k均值聚類得到的分類圖。利用FNEA不同尺度參數(shù)50、100、150以及本文方法(初分割尺度50)對(duì)圖2(a)進(jìn)行分割,分割結(jié)果分別見圖3(c)、圖3(d)、圖3(e)、圖3(f),定量評(píng)價(jià)見表1、表2、表3。

        表1 模擬影像各分割結(jié)果的定量評(píng)價(jià)Tab.1 The quantitative assessment of the segmentation results of simulated image

        表2 對(duì)象1的詳細(xì)評(píng)估Tab.2 Detailed evaluations of reference object number 1

        表3 3個(gè)參考對(duì)象的詳細(xì)評(píng)估Tab.3 Cumulated results of 3 reference areas

        從圖3分割結(jié)果可以看出FNEA方法在較小尺度時(shí)存在過分割現(xiàn)象,如圖3(c)對(duì)象1區(qū)域內(nèi)的房子、對(duì)象2區(qū)域的房子和右下角耕地區(qū)域,而在較大尺度時(shí)誤分割嚴(yán)重,如圖3(e)中圓形區(qū)域內(nèi)小房子沒有被分割出來(lái)。主要原因在于FNEA分割過程中過度依賴尺度參數(shù),尺度閾值越大,分割結(jié)果合并越嚴(yán)重,容易產(chǎn)生欠分割現(xiàn)象;反之則存在過分割現(xiàn)象。與FNEA各個(gè)尺度分割結(jié)果相比,本文方法分割結(jié)果能夠較好地滿足各種尺度地物的分割需要,分割效果均有很大提高。

        定量評(píng)價(jià)指標(biāo)中,VI是由實(shí)際分割結(jié)果的熵、參考分割圖像的熵以及實(shí)際分割結(jié)果與參考分割圖像的聯(lián)合熵這3個(gè)分量計(jì)算得出,用以衡量實(shí)際分割結(jié)果相對(duì)參考分割圖像的信息變化量,VI值越小分割效果越好。OCE綜合考慮對(duì)象的形狀和大小,能量化同一對(duì)象級(jí)別的分割圖像與地面真實(shí)圖像之間的差異,數(shù)值越小分割質(zhì)量越好。這兩個(gè)指標(biāo)是分別從熵和對(duì)象的角度對(duì)整幅圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)。由表1可知,在模擬影像試驗(yàn)中,與FNEA不同尺度參數(shù)分割結(jié)果相比,本文方法的VI值為0.063、OCE值為0.159,均最小,表明了本文方法得到的分割結(jié)果最接近參考分割圖像。

        CPS和CRS越接近1,表明其分割結(jié)果與參考分割圖像越接近;分割對(duì)象的SI值與參考對(duì)象的SI值越接近,表明分割邊界越正確,區(qū)域一致性越好,分割效果越佳。由于篇幅限制,這里只展示了有代表性的3個(gè)不同尺度對(duì)象區(qū)域定量評(píng)價(jià)結(jié)果。從表2中可以看出,隨著分割尺度參數(shù)的增加,圖3(c)—圖3(e)中對(duì)象1的分割結(jié)果逐漸變好,尺度參數(shù)為50時(shí)得到6個(gè)子對(duì)象,尺度參數(shù)為150時(shí)得到3個(gè)子對(duì)象,其SI值也越來(lái)越接近參考分割圖像的SI值。結(jié)合圖3(c)、圖3(d)、圖3(e)可知,隨著分割尺度的增加,小尺度地物對(duì)象2消失了,存在嚴(yán)重的欠分割現(xiàn)象。相比之下,在本文方法的分割結(jié)果圖3(f)中對(duì)象1的SI值與參考分割圖像的SI值最接近,分割對(duì)象數(shù)目也相同。結(jié)合CPS和CRS可知,本文方法得到了較好的分割結(jié)果。為了驗(yàn)證不同尺度地物的情況,選取對(duì)象1、對(duì)象2和對(duì)象3的平均情況來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià),如表3所示。從表3中可以看出,傳統(tǒng)FNEA不同尺度參數(shù)分割結(jié)果存在不同程度的過分割和欠分割現(xiàn)象,它們的SI值與參考分割圖像差異較大,相比之下本文方法得到的分割結(jié)果克服了過分割和欠分割問題,SI值與參考分割圖像SI值的差異最小。綜上所述,本文方法能夠較好地解決傳統(tǒng)FNEA分割結(jié)果過度依賴尺度參數(shù)的問題,能夠較快速得到一種適合多種尺度地物的分割結(jié)果。

        4.2 真實(shí)GeoEye-1遙感圖像分割試驗(yàn)

        第2組試驗(yàn)數(shù)據(jù)是澳大利亞塔斯馬尼亞州的首府霍巴特港口區(qū)域分辨率為0.5m的GeoEye-1影像,圖中主要有植被、水體、房屋和不透水層4類地物,為了清楚的展示結(jié)果,筆者選取大小為300像素×300像素局部影像塊。圖2(b)是待分割的影像,圖4(a)是參考分割圖,分別選取3個(gè)有代表性的對(duì)象(對(duì)象1、對(duì)象2和對(duì)象3)區(qū)域作定量碼評(píng)價(jià),圖4(b)為圖2(b)經(jīng)k均值聚類得到的分類圖。同樣,作者采用傳統(tǒng)的FNEA不同尺度參數(shù)50、100、150與本文方法(初分割尺度50)進(jìn)行對(duì)比,分割結(jié)果分別見圖4(c)、圖4(d)、圖4(e)、圖4(f)。定量評(píng)價(jià)見表4、表5、表6。

        圖2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)Fig.2 The images of experiments

        圖3 模擬影像分割結(jié)果Fig.3 Segmentation results of the simulated image

        圖4 真實(shí)GeoEye-1影像分割結(jié)果Fig.4 Segmentation results of the real GeoEye-1image

        表4 真實(shí)GeoEye-1影像各分割結(jié)果的定量評(píng)價(jià)Tab.4 The quantitative assessment of the segmentation results of real GeoEye-1 image

        表5 對(duì)象1的詳細(xì)評(píng)估Tab.5 Detailed evaluations of reference object number 1

        表6 3個(gè)參考對(duì)象的詳細(xì)評(píng)估Tab.6 Cumulated results of 3 reference areas

        從圖4分割結(jié)果可以看出,F(xiàn)NEA方法在各種尺度下都存在明顯的誤分割現(xiàn)象,在較小分割尺度,存在明顯的過分割現(xiàn)象,如圖4中對(duì)象2區(qū)域內(nèi)的房子。隨著尺度參數(shù)的增加,房子分割效果明顯變好,但是較小尺度地物如圖4中對(duì)象1區(qū)域內(nèi)房子卻沒有分割出來(lái),即存在欠分割現(xiàn)象。本文方法不僅糾正了誤分割現(xiàn)象,解決了FNEA小尺度參數(shù)的過分割現(xiàn)象和大尺度參數(shù)的欠分割現(xiàn)象,而且很大程度上保留了分割對(duì)象邊界的細(xì)節(jié)信息,分割精度得到了較大的提高。

        在定量評(píng)價(jià)上,采取與模擬影像試驗(yàn)一樣的評(píng)價(jià)策略。整體評(píng)價(jià)指標(biāo)中,本文方法的VI值為0.497,低于FNEA各個(gè)尺度參數(shù)分割結(jié)果的最小值1.296,表明本文方法所得分割結(jié)果與理想分割結(jié)果相比,信息變化量較少。本文方法的OCE值為0.635,小于FNEA各個(gè)尺度參數(shù)分割結(jié)果的最小值0.676,表明本文方法所得分割結(jié)果與參考分割結(jié)果最為一致。表5是圖4中對(duì)象1(紅色圓形內(nèi))各種分割方法的定量評(píng)價(jià),顯然FNEA在尺度參數(shù)為50的時(shí)候,能夠?qū)⒃搶?duì)象較好地分割出來(lái),但是對(duì)于其他大尺度地物來(lái)說(shuō),卻存在明顯的過分割現(xiàn)象(如水體和植被)。隨著分割尺度的增加,在尺度參數(shù)為100和150的時(shí)候,過分割現(xiàn)象逐漸減小,但是小尺度地物卻存在欠分割現(xiàn)象如對(duì)象1沒有被分割出來(lái)。表6是選取3個(gè)有代表性的對(duì)象區(qū)域的平均情況進(jìn)行定量評(píng)價(jià)結(jié)果,可以看出本文方法的SI值平均差異為21.135%,較FNEA各個(gè)尺度參數(shù)分割結(jié)果74.787%更接近0,同時(shí)各個(gè)對(duì)象平均分割數(shù)目是2也相對(duì)較好,不存在明顯的過分割現(xiàn)象。綜上可知,本文方法在FNEA小尺度分割結(jié)果的基礎(chǔ)上再進(jìn)行一次對(duì)象合并,能較好地保持小尺度分割結(jié)果中的細(xì)節(jié),如尺寸很小的房子(對(duì)象1),同時(shí)也得到了更加完整、規(guī)則的較大尺度地物,如水體、植被等。

        5 結(jié) 論

        針對(duì)傳統(tǒng)多尺度分割方法過分依賴尺度參數(shù),大尺度地物和小尺度地物分割難以得到權(quán)衡的問題,本文提出一種k均值聚類引導(dǎo)的多尺度分割優(yōu)化方法。模擬影像和真實(shí)遙感影像的試驗(yàn)結(jié)果表明與傳統(tǒng)FNEA方法相比,本文方法在分割精度和細(xì)節(jié)方面有較大的提高,能夠得到適合多種尺度地物較好的分割結(jié)果,無(wú)需進(jìn)行多次嘗試得到最優(yōu)尺度參數(shù),基本解決了傳統(tǒng)FNEA方法的分割結(jié)果對(duì)尺度參數(shù)過度依賴的問題。

        本文僅以FNEA這種多尺度分割方法為例,下一步工作是將這種優(yōu)化策略擴(kuò)展到其他的多尺度分割方法中,并利用其他更優(yōu)的非監(jiān)督分類算法進(jìn)行引導(dǎo),從而得到適應(yīng)不同尺度地物的最優(yōu)分割結(jié)果。

        致謝:感謝張靖博士在論文前期工作中給予的支持。

        [1] VANHAMEL I,PRATIKAKIS I,SAHLI H.Multiscale Gradient Watersheds of Color Images[J].IEEE Transactions on Image Processing,2003,12(6):617-626.

        [2] XIAO Pengfeng,F(xiàn)ENG Xuezhi,ZHAO Shuhe,et al. Segmentation of High Resolution Remotely Sensed Imagery Based on Phase Congruency[J].Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2007,36(2):146-151.(肖鵬峰,馮學(xué)智,趙書河,等.基于相位一致的高分辨率遙感圖像分割方法[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),2007,36(2):146-151.)

        [3] COMANICIU D,MEER P.Mean Shift:A Robust Approach toward Feature Space Analysis[J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2002,24(5):603-619.

        [4] NOCK R,NIELSEN F.Statistical Region Merging[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2004,26(11):1452-1458.

        [5] HAN Bing,ZHAO Yindi,GE Lele.Wavelet-domain in HMT Model Based on Iterative Context Fusion for Remote Sensing Image Segmentation[J].Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2013,42(2):233-237.(韓冰,趙銀娣,戈樂樂.遙感圖像分割的迭代上下文融合小波域HMT模型[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),2013,42(2):233-237.)

        [6] FELZENSZWALB P F,HUTTENLOCHER D P.Efficient Graph-based Image Segmentation[J].International Journal of Computer Vision,2004,59(2):167-181.

        [7] BAATZ M,SCH?PE A.Multiresolution Segmentation:An Optimization Approach for High Quality Multi-scale Image Segmentation[C]∥Angewandte Geographische Informationsverarbeitung XII:Beitr?ge zum AGITSymposium.Salzburg:Herbert Wichmann Verlag,2000:12-23.

        [8] IKOKOU G B,SMIT J.A Technique for Optimal Selection of Segmentation Scale Parameters for Object-oriented Classification of Urban Scenes[J].South African Journal of Geomatics,2013,2(4):358-369.

        [9] LI Qin,GAO Xizhang,ZHANG Tao,et al.Optimal Segmentation Scale Selection and Evaluation for Multi-layer Image Recognition and Classification[J].Journal of Geo-Information Science,2011,13(3):409-417.(李秦,高錫章,張濤,等.最優(yōu)分割尺度下的多層次遙感地物分類實(shí)驗(yàn)分析[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào),2011,13(3):409-417.)

        [10] KIM M,MADDEN M,WARNER T.Estimation of Optimal Image Object Size for the Segmentation of Forest Stands with Multispectral IKONOS Imagery[M]∥Object-based Image Analysis.Berlin:Springer,2008:291-307.

        [11] HUANG Huiping.The Scale of the Problem of Objectoriented Image Analysis[D].Beijing:Institute of Remote Sensing and Digital Earth Chinese Academy of Sciences,2003,124-126.(黃慧萍.面向?qū)ο笥跋穹治鲋械某叨葐栴}研究[D].北京:中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所,2003,124-126.)

        [12] YU Huan,ZHANG Shuqing,KONG Bo,et al.Selection of the Optimal Segmentation Scale in Object-oriented Remote Sensing Image Classification[J].Journal of Image and Graphics,2010,15(2):352-360.(于歡,張樹清,孔博,等.面向?qū)ο筮b感影像分類的最優(yōu)分割尺度選擇研究[J].中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào),2010,15(2):352-360.)

        [13] CHEN Jianyu,PAN Delu,MAO Zhihua.High-resolution Remote Sensing Images Coastal Optimal Partition of Simple Objects-scale Problems[J].Scientia Sinica Terrae,2006,36(11):1044-1051.(陳建裕,潘德爐,毛志華.高分辨率海岸帶遙感影像中簡(jiǎn)單地物的最優(yōu)分割尺度問題[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),2006,36(11):1044-1051.)

        [14] WANG Xiaojun,LEESER M.K-means Clustering for Multispectral Images Using Floating-point Divide[C]∥Proceedings of the 15th Annual IEEE Symposium on Field-programmable Custom Computing Machines.Napa, CA:IEEE,2007:151-162.

        [15] OTSU N.A Threshold Selection Method from Gray-level Histograms[J].IEEE Transactions on Systems,Man and Cybernetics,1979,9(1):62-66.

        [16] POLAK M,ZHANG Hong,PI Minghong.An Evaluation Metric for Image Segmentation of Multiple Objects[J]. Image and Vision Computing,2009,27(8):1223-1227.

        [17] ZHOU Jiaxiang.Study on Mean Shift Segmentation and Application of Remotely Sensed Imagery[D].Changsha:Central South University,2012.(周家香.Mean Shift遙感圖像分割方法與應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué),2012.)[18] MEILA M.Comparing Clusterings:An Information Based Distance[J].Journal of Multivariate Analysis,2007,98(5):873-895.

        [19] NEUBERT M,MEINEL G.Evaluation of Segmentation Programs for High Resolution Remote Sensing Applications[C]∥Proceedings of the Joint ISPRS/EARSel Workshop:High Resolution Mapping from Space.Hannover,Germany:[s.n.],2003.

        [20] ROTTENSTEINER F,TRINDER J,CLODE S,et al.Using the Dempster-shafer Method for the Fusion of LiDAR Data and Multi-spectral Images for Building Detection[J]. Information Fusion,2005,6(4):283-300.

        (責(zé)任編輯:叢樹平)

        E-maiI:jws@whu.edu.cn

        Optimization Approach for MuIti-scaIe Segmentation of RemoteIy Sensed Imagery under k-means CIustering Guidance

        WANG Huixian1,2,JIN Huijia1,WANG JiaoIong3,JIANG Wanshou1
        1.State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying,Mapping and Remote Sensing,Wuhan University,Wuhan 430079,China;2.Key Laboratory of TechnoIogy in Geo-spatiaI Information Processing and AppIication System,Institute of EIectronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100190,China;3.Hebei ProvinciaI Institute of Cartography,Shijiazhuang050031,China

        In order to adapt different scaIe Iand cover segmentation,an optimized approach under the guidance of k-means cIustering for muIti-scaIe segmentation is proposed.At first,smaII scaIe segmentation and k-means cIustering are used to process the originaI images;then the resuIt of k-means cIustering is used to guide objects merging procedure,in which Otsu threshoId method is used to automaticaIIy seIect the impact factor of k-means cIustering;finaIIy we obtain the segmentation resuIts which are appIicabIe to different scaIe objects.FNEA method is taken for an exampIe and segmentation experiments are done using a simuIated image and a reaI remote sensing image from GeoEye-1 sateIIite,quaIitative and quantitative evaIuation demonstrates that the proposed method can obtain high quaIity segmentation resuIts.

        muIti-scaIe segmentation;k-means cIustering;guidance optimization;FNEA;Otsu threshoId method

        The NationaI Basic Research Program of China(973 Program)(No. 2011CB707105);The NationaI High-tech Research and DeveIopment Program of China(863 Program)(No.2013AA12A301);Program for Changjiang SchoIars and Innovative Research Team in University(No.IRT1278)

        WANG Huixian(1985—),femaIe,assistant research feIIow,majors in remote sensing

        JIANG Wanshou

        P237

        A

        1001-1595(2015)05-0526-07

        國(guó)家973計(jì)劃(2011CB707105);國(guó)家863計(jì)劃(2013AA12A301);長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃(IRT1278)

        WANG Huixian,JIN Huijia,WANG Jiaolong,et al.Optimization Approach for Multi-scale Segmentation of Remotely Sensed Imagery under k-means Clustering Guidance[J].Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2015,44(5):526-532.(王慧賢,靳惠佳,王嬌龍,等.k均值聚類引導(dǎo)的遙感影像多尺度分割優(yōu)化方法[J].測(cè)繪學(xué)報(bào),2015,44(5):526-532.)

        10.11947/j.AGCS.2015.20130497

        2013-12-26

        王慧賢(1985—),女,助理研究員,研究方向?yàn)檫b感影像處理與分析。

        江萬(wàn)壽

        修回日期:2014-11-04

        imagery processing and anaIysis.

        E-maiI:hxwang@maiI.ie.ac.cn

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