应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法

赵凤; 刘汉强; 范九伦; 潘晓英

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应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法

赵凤, 刘汉强, 范九伦, 潘晓英

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赵凤, 刘汉强, 范九伦, 潘晓英. 应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(12): 1472-1476.

引用本文:

赵凤, 刘汉强, 范九伦, 潘晓英. 应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(12): 1472-1476.

ZHAO Feng, LIU Hanqiang, FAN Jiulun, PAN Xiaoying. Prototypes-Extraction Spectral Clustering Ensemble Algorithm Applied to Remote Sensing Image Segmentation[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(12): 1472-1476.

Citation:

ZHAO Feng, LIU Hanqiang, FAN Jiulun, PAN Xiaoying. Prototypes-Extraction Spectral Clustering Ensemble Algorithm Applied to Remote Sensing Image Segmentation[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(12): 1472-1476.

应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法

¹西安邮电学院通信与信息工程学院,西安市长安南路563号710061;²陕西师范大学计算机科学学院,西安市长安南路199号710062;³西安邮电学院计算机学院,西安市长安南路563号710061

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(61102095,61105064);;陕西省教育厅科研计划资助项目(11JK1008,2010JK835,2010JK837);;智能感知与图像理解教育部重点实验室开放基金资助项目(IPIU012011008)

详细信息

作者简介:
赵凤，博士，讲师。主要研究领域为模式识别、图像处理与模糊信息处理。

中图分类号: P237.4

Prototypes-Extraction Spectral Clustering Ensemble Algorithm Applied to Remote Sensing Image Segmentation

¹ School of Telecommunications and Information Engineering,Xi'an University of Posts and Telecommunications, 563 South Chang'an Road,Xi'an 710061,China;² School of Computer Sciences,Shanxi Normal University,199 South Chang'an Road,Xi'an 710062,China;³ School of Computer Sciences & Technology,Xi'an University of Posts and Telecommunications, 563 South Chang'an Road,Xi'an 710061,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(61102095,61105064);;陕西省教育厅科研计划资助项目(11JK1008,2010JK835,2010JK837);;智能感知与图像理解教育部重点实验室开放基金资助项目(IPIU012011008)

摘要: 针对遥感图像数据量大、类别归属复杂的特点,提出了一种用于遥感图像分割的原型提取谱聚类算法。该算法首先采用广义模糊c-均值聚类算法对遥感图像进行过分割,将得到的聚类中心作为每个分割区域的代表点;然后,通过构造代表点之间的相似性矩阵,利用谱图划分方法对代表点进行聚类;最后,根据代表点的聚类结果对图像像素点进行重新归类来获得遥感图像的最终分割结果。此算法涉及到3个参数,为了克服算法对于参数的敏感性和内在的随机性,进一步引入集成策略,给出了原型提取谱聚类的集成算法。
- 遥感图像分割 /
- 聚类算法 /
- 集成策略
Abstract: Aiming at the huge data amount and pixel complex ownership of remote sensing images,a prototypes-extraction spectral clustering algorithm for remote sensing image segmentation was proposed.Firstly,the generalized fuzzy c-means algorithm was adopted to perform an over-segmentation of the image,and the obtained clustering prototypes were regarded as the representative points of segmentation regions to reduce the data amount of original image.Secondly,the similarity matrix between the representative points was constructed,and then the spectral graph partitioning method was utilized to cluster the representative points.Eventually,based on the clustering result of representative points,the image pixels were reclassified to obtain the final image segmentation results.There are three parameters in the prototypes-extraction spectral clustering algorithm.In order to overcome the parameter sensitivity and inherent randomness of this method,an ensemble strategy was further introduced into the method and its ensemble algorithm is presented.The segmentation experiments on artificial texture and remote sensing images show that this proposed ensemble method behaves well in segmentation performance.
- remote sensing image segmentation /
- clustering algorithm /
- ensemble strategy

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[9]	应申, 毛政元, 李霖, 许光. 利用3D Voronoi图的兔子点云聚类分割 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(3): 358-361.
[10]	. 利用3DVoronoi图的兔子点云聚类分割 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(3): 358-.
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[17]	刘朔, 武红敢, 温庆可. 基于遗传和蚁群组合算法优化的遥感图像分割 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(6): 679-683.
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应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法

¹西安邮电学院通信与信息工程学院,西安市长安南路563号710061;²陕西师范大学计算机科学学院,西安市长安南路199号710062;³西安邮电学院计算机学院,西安市长安南路563号710061

作者简介:
赵凤，博士，讲师。主要研究领域为模式识别、图像处理与模糊信息处理。

收稿日期: 2012-10-09
刊出日期: 2012-12-05

中图分类号: P237.4

关键词:

遥感图像分割 /

聚类算法 /

集成策略

摘要: 针对遥感图像数据量大、类别归属复杂的特点,提出了一种用于遥感图像分割的原型提取谱聚类算法。该算法首先采用广义模糊c-均值聚类算法对遥感图像进行过分割,将得到的聚类中心作为每个分割区域的代表点;然后,通过构造代表点之间的相似性矩阵,利用谱图划分方法对代表点进行聚类;最后,根据代表点的聚类结果对图像像素点进行重新归类来获得遥感图像的最终分割结果。此算法涉及到3个参数,为了克服算法对于参数的敏感性和内在的随机性,进一步引入集成策略,给出了原型提取谱聚类的集成算法。

English Abstract

Prototypes-Extraction Spectral Clustering Ensemble Algorithm Applied to Remote Sensing Image Segmentation

¹ School of Telecommunications and Information Engineering,Xi'an University of Posts and Telecommunications, 563 South Chang'an Road,Xi'an 710061,China;² School of Computer Sciences,Shanxi Normal University,199 South Chang'an Road,Xi'an 710062,China;³ School of Computer Sciences & Technology,Xi'an University of Posts and Telecommunications, 563 South Chang'an Road,Xi'an 710061,China

Received Date: 2012-10-09
Publish Date: 2012-12-05

Keywords:

Abstract: Aiming at the huge data amount and pixel complex ownership of remote sensing images,a prototypes-extraction spectral clustering algorithm for remote sensing image segmentation was proposed.Firstly,the generalized fuzzy c-means algorithm was adopted to perform an over-segmentation of the image,and the obtained clustering prototypes were regarded as the representative points of segmentation regions to reduce the data amount of original image.Secondly,the similarity matrix between the representative points was constructed,and then the spectral graph partitioning method was utilized to cluster the representative points.Eventually,based on the clustering result of representative points,the image pixels were reclassified to obtain the final image segmentation results.There are three parameters in the prototypes-extraction spectral clustering algorithm.In order to overcome the parameter sensitivity and inherent randomness of this method,an ensemble strategy was further introduced into the method and its ensemble algorithm is presented.The segmentation experiments on artificial texture and remote sensing images show that this proposed ensemble method behaves well in segmentation performance.

赵凤, 刘汉强, 范九伦, 潘晓英. 应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(12): 1472-1476.

引用本文:

赵凤, 刘汉强, 范九伦, 潘晓英. 应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(12): 1472-1476.

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作者简介: 赵凤，博士，讲师。主要研究领域为模式识别、图像处理与模糊信息处理。

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应用于遥感图像分割的原型提取谱聚类集成算法

1西安邮电学院通信与信息工程学院,西安市长安南路563号710061;2陕西师范大学计算机科学学院,西安市长安南路199号710062;3西安邮电学院计算机学院,西安市长安南路563号710061

作者简介: 赵凤，博士，讲师。主要研究领域为模式识别、图像处理与模糊信息处理。

English Abstract

Prototypes-Extraction Spectral Clustering Ensemble Algorithm Applied to Remote Sensing Image Segmentation

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作者简介:
赵凤，博士，讲师。主要研究领域为模式识别、图像处理与模糊信息处理。

¹西安邮电学院通信与信息工程学院,西安市长安南路563号710061;²陕西师范大学计算机科学学院,西安市长安南路199号710062;³西安邮电学院计算机学院,西安市长安南路563号710061

作者简介:
赵凤，博士，讲师。主要研究领域为模式识别、图像处理与模糊信息处理。