专利名称：一种基于动态轮廓的合成孔径雷达sar图像自动分割方法
技术领域：
本发明涉及一种智能图像分割方法，适用于SAR图像，实现对SAR图像自动分割。
背景技术：
合成孔径雷达(SAR)具有全天候，全天时获取数据的能力，同时具有穿越一定的植被以及遮盖物的能力，与光学成像相比，其更容易辨别地面的伪装目标，以及丛林中的目标，因此其可以作为光学传感器的有力补充。目前，SAR数据获取比较容易，而SAR图像的解释发展相对落后，因此SAR图像的解释已成为遥感雷达研究领域中的重要研究内容，SAR 图像分割是SAR图像解释的关键技术，SAR图像的智能自动分割对遥感雷达的发展有重要的意义。但是，由于相干斑噪声的存在，SAR图像的分割成为一项非常具有挑战的工作。近年来，基于动态轮廓的图像分割方法开始被应用于SAR图像的分割，该方法在统计数据的指导下，通过迭代逐渐找到区域边缘的位置。为解决现有方法存在的局限性，减少迭代次数，本发明构造了一种计算迭代初值的方法，并改进了传统的迭代方程，设计了简单的迭代终止准则。使得整个分割过程可以在无人为干涉的条件下快速，自动的完成。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种基于动态轮廓的SAR图像自动分割方法。 包括设计一种新的水平集初始化方法；提出一种改进的水平集进化方法；建立了水平集进化的终止准则。本发明采用的技术方案为一种基于动态轮廓的SAR图像自动分割方法，该方法将强度SAR图像转变为水平集进行处理，利用水平集的进化来达到图像分割的目的，并对孤立的小块区域进行处理，与相关大区域进行合并，得到最终的分割图像。具体实现步骤为(1)目标SAR图像直方图均衡化；(2)水平集初始化；(3)计算所有连通前景区域的Rayleigh先验分布参数以及背景区域的Rayleigh 先验分布参数；(4)进行水平集进化，计算水平集的变化量，计算更新的水平集；(5)检查是否满足水平集进化终止准则，若不满足，则重复步骤(2)与(3)；(6)当能量函数为负值时，合并孤立的小区域。本发明的原理是本发明旨在目标SAR图像中寻找符合Rayleigh分布的同质区域，利用动态轮廓去寻找同质区域，在此过程中为克服离散网格造成几何变化带来的困难， 引入了水平集，辅助实现整个进化过程。整个过程是迭代完成的，利用水平集的特性与目标 SAR图像Rayleigh模型的相似性来选取迭代初值，并通过对图像进行Rayleigh分布建模实现的。进化方程为
权利要求
1.一种基于动态轮廓的合成孔径雷达SAR图像自动分割方法，其特征在于，该方法包括(1)对目标SAR强度图像进行直方图均衡化；(2)对均衡化后的目标SAR强度图像进行水平集初始化，建立目标SAR图像初始水平集图像模型；(3)通过初始水平集对目标图像进行初始分割，并以此分割结果为初值，对水平集图像模型进行进化；(4)建立进化终止条件，在获得分割结果之后，停止水平集图像模型的进化过程，得到粗分割结果；(5)将粗分割结果中的独立小区域按照一定的规则进行合并，得到SAR图像的自动分割结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态轮廓的合成孔径雷达SAR图像自动分割方法， 其特征在于所述步骤O)中对均衡化后的目标SAR强度图像进行水平集初始化，建立目标SAR图像初始水平集图像模型具体为对目标图像进行水平集初始化时假设目标图像为一个单区域图像，选取其灰度均值作为Rayleigh分布的参数，对原目标图像进行建模， Rayleigh分布通过下式计算
3.根据权利要求1所述的一种基于动态轮廓的合成孔径雷达SAR图像自动分割方法， 其特征在于所述步骤(3)中通过初始水平集对目标图像进行初始分割，并以此分割结果为初值，对水平集图像模型进行进化具体为水平集图像模型的进化是在如下运动方程的约束下进行的
4.根据权利要求1所述的一种基于动态轮廓的合成孔径雷达SAR图像自动分割方法， 其特征在于所述步骤(4)中建立合理的进化终止条件，在获得分割结果之后，停止水平集图像模型的进化过程，得到粗分割结果具体为为保证步骤(3)中所使用的进化方程在整个进化过程中最终达到稳态，水平集图像模型单步进化的绝对平均值AM为
5.根据权利要求1所述的一种基于动态轮廓的合成孔径雷达SAR图像自动分割方法， 其特征在于所述步骤(5)中将粗分割结果中的独立小区域按照一定的规则进行合并，得到SAR图像的自动分割结果具体为合并粗分割图像中孤立小区域①建立能量函数为 式中Ι(χ)是目标SAR图像在χ的强度，％， 2，0分别为区域R1, R2, R1 U R2的参数，ζ为一非负常数；②若ΔΕ<0，则将区域Rl与R2进行合并。
全文摘要
一种基于动态轮廓的合成孔径雷达SAR图像自动分割方法。具体实现步骤为首先对目标SAR强度图像进行直方图均衡化，以增强其对比度；然后对SAR图像进行水平集初始化，建立目标图像的初始水平集模型；接下来通过初始水平集将原目标图像进行初始分割，并以此结果为初值，利用基于区域统计信息与动态轮廓的相关算法进行水平集的进化，当进化过程达到稳态，所得结果即为粗分割结果；最后对粗分割结果进行合并处理，将奇异点以及孤立的小块区域合并到大区域中，获得分割后的SAR图像。该方法能在无其他人为约束的条件下，对图像进行自动分割，并能在分割结果获得后自动终止算法，提高了SAR图像分割的可靠性以及智能化程度。
文档编号G06T7/00GK102184538SQ201110108180
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月28日 优先权日2011年4月28日
发明者彭强强, 赵龙 申请人:北京航空航天大学