一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法

张斌; 马国锐; 刘国英; 秦前清

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一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法

张斌, 马国锐, 刘国英, 秦前清

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张斌, 马国锐, 刘国英, 秦前清. 一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(9): 1064-1067.

引用本文:

张斌, 马国锐, 刘国英, 秦前清. 一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(9): 1064-1067.

ZHANG Bin, MA Guorui, LIU Guoying, QIN Qianqing. MRF-Based Segmentation Algorithm Combined with Freeman Decomposition and Scattering Entropy for Polarimetric SAR Images[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(9): 1064-1067.

Citation:

ZHANG Bin, MA Guorui, LIU Guoying, QIN Qianqing. MRF-Based Segmentation Algorithm Combined with Freeman Decomposition and Scattering Entropy for Polarimetric SAR Images[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(9): 1064-1067.

一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法

¹武汉大学电子信息学院,武汉市珞喻路129号430079;²武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079;³安阳师范学院计算机与信息工程学院,安阳市弦歌大道455002

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(61001187,60602013,41001251,40971219)

详细信息

作者简介:
张斌,博士生,主要研究图像处理与模式识别。

中图分类号: P237.4

MRF-Based Segmentation Algorithm Combined with Freeman Decomposition and Scattering Entropy for Polarimetric SAR Images

¹School of Electronic Information,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;² State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying Mapping and Remote Sensing,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;³School of Computer and Information Engineering,Anyang Normal University,Xian'ge Road,Anyang 455002,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(61001187,60602013,41001251,40971219)

摘要: 针对多极化SAR图像,采用Freeman分解理论,将其分为表面散射、偶次散射、体散射、混合散射4种散射机制,并通过H/Alpha分解提取散射熵,将地物初始分为12类,并运用聚合的层次聚类算法对初始分类结果进行合并。利用Wishart分布对特征场进行建模,用模拟退火优化方法求取基于最大后验准则下的分割结果。
- 多极化合成孔径雷达 /
- 最大后验 /
- Freeman分解 /
- Wishart分布 /
- MRF
Abstract: A new segmentation algorithm is proposed for polarimetric SAR images based on Markov random field combined with Freeman decomposition and scattering entropy.Firstly,Freeman decomposition theory is adopted to obtain four kinds of scattering characteristics,which are surface scattering,double scattering,volume scattering and mixed scattering,and scattering entropy is exacted by H/Alpha decomposition.Then,the terrain can be divided into 12 initial clusters.Secondly,an agglomerative hierarchical clustering algorithm is introduced to reduce the number of clusters.Finally,by adopting Wishart distribution to model the character field,simulated annealing model method(SA) based on maximum a posteriori criterion is used to acquire the segmentation results.Using fully polarimetric SAR images acquired by the NASA/ JPL and E-SAR,the experimental results show the effectiveness and superiority of this algorithm.
- polarimetric synthetic aperture radar /
- maximum a posterior /
- Freeman decomposition /
- Wishart distribution /
- Markov random field

[1]	吴星辉, 马海涛, 张杰. 地基合成孔径雷达的发展现状及应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2019, 44(7): 1073-1081. doi: 10.13203/j.whugis20190058
[2]	王乐洋, 许光煜. 加权总体最小二乘平差随机模型的验后估计 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2016, 41(2): 255-261. doi: 10.13203/j.whugis20140275
[3]	李兰, 陈尔学, 李增元, 冯琦, 赵磊. 极化SAR K-Wishart分类器及其性能评价 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2016, 41(11): 1498-1504. doi: 10.13203/j.whugis20140649
[4]	刘修国, 黄晓东, 陈启浩, 姜萍. 归一化法消除全极化SAR影像Freeman分解中的不一致 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(3): 257-261.
[5]	. 归一化法消除全极化SAR影像Freeman分解中的不一致 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(3): 257-261.
[6]	石强, 陈凤娥, 梅天灿, 秦前清. SVM后验概率结合改进多尺度MRF的遥感影像分割方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(2): 195-199.
[7]	梁志锋, 凌飞龙, 陈尔学. 全极化SAR数据的最大后验概率分类 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(6): 648-651.
[8]	杨杰, 史磊, 李平湘. 基于极化相干最优与极化总功率的Wishart-H/Alpha分类 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(1): 22-25.
[9]	王琰, 舒宁, 龚龑. 利用马尔柯夫随机场图模型的变化像斑类别判定方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(5): 542-545.
[10]	杨英宝, 李艳雯. 基于极化合成理论的SAR目标最优极化研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(8): 951-954.
[11]	陈仁喜, 李鑫慧, 李盛阳. 基于MRF的各向异性图像修复模型 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(10): 1231-1235.
[12]	余凡, 赵英时. 合成孔径雷达反演裸露地表土壤水分的新方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(3): 318-321.
[13]	张海剑, 杨文, 邹同元, 孙洪. 基于四分量散射模型的多极化SAR图像分类 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(1): 122-125.
[14]	江利明, 廖明生, 张路, 林珲. 顾及空间邻域关系的多时相SAR影像变化检测 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2006, 31(4): 312-315.
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[19]	李德仁. 自检校光束法区域网平差中的验后权估计 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 1982, 7(1): 16-24.
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一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法

¹武汉大学电子信息学院,武汉市珞喻路129号430079;²武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079;³安阳师范学院计算机与信息工程学院,安阳市弦歌大道455002

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(61001187,60602013,41001251,40971219)

作者简介:
张斌,博士生,主要研究图像处理与模式识别。

收稿日期: 2011-07-13
刊出日期: 2011-09-05

中图分类号: P237.4

关键词:

摘要: 针对多极化SAR图像,采用Freeman分解理论,将其分为表面散射、偶次散射、体散射、混合散射4种散射机制,并通过H/Alpha分解提取散射熵,将地物初始分为12类,并运用聚合的层次聚类算法对初始分类结果进行合并。利用Wishart分布对特征场进行建模,用模拟退火优化方法求取基于最大后验准则下的分割结果。

English Abstract

MRF-Based Segmentation Algorithm Combined with Freeman Decomposition and Scattering Entropy for Polarimetric SAR Images

¹School of Electronic Information,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;² State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying Mapping and Remote Sensing,Wuhan University,129 Luoyu Road,Wuhan 430079,China;³School of Computer and Information Engineering,Anyang Normal University,Xian'ge Road,Anyang 455002,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(61001187,60602013,41001251,40971219)

Received Date: 2011-07-13
Publish Date: 2011-09-05

Keywords:

Abstract: A new segmentation algorithm is proposed for polarimetric SAR images based on Markov random field combined with Freeman decomposition and scattering entropy.Firstly,Freeman decomposition theory is adopted to obtain four kinds of scattering characteristics,which are surface scattering,double scattering,volume scattering and mixed scattering,and scattering entropy is exacted by H/Alpha decomposition.Then,the terrain can be divided into 12 initial clusters.Secondly,an agglomerative hierarchical clustering algorithm is introduced to reduce the number of clusters.Finally,by adopting Wishart distribution to model the character field,simulated annealing model method(SA) based on maximum a posteriori criterion is used to acquire the segmentation results.Using fully polarimetric SAR images acquired by the NASA/ JPL and E-SAR,the experimental results show the effectiveness and superiority of this algorithm.

张斌, 马国锐, 刘国英, 秦前清. 一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(9): 1064-1067.

引用本文:

张斌, 马国锐, 刘国英, 秦前清. 一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(9): 1064-1067.

Citation:

ZHANG Bin, MA Guorui, LIU Guoying, QIN Qianqing. MRF-Based Segmentation Algorithm Combined with Freeman Decomposition and Scattering Entropy for Polarimetric SAR Images[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2011, 36(9): 1064-1067.