发明名称 基于面向对象和支持向量机的极化SAR数据分类方法
摘要 本发明公开了一种基于面向对象和支持向量机的极化SAR数据分类方法,克服了现有技术中极化合成孔径雷达SAR数据受噪声影响分类准确率低,对空间信息利用不全造成错分点多的问题。本发明的具体实施步骤如下:(1)预处理;(2)特征分解;(3)设置参数;(4)合并像素;(5)合并超像素块;(6)初始分类;(7)二次分类;(8)输出结果矩阵。本发明能够克服噪声的影响,提高极化合成孔径雷达SAR数据分类的准确率,而且本发明充分利用了极化合成孔径雷达SAR数据的空间和散射特征,降低了错分点的数目,使得分类结果图像更加平滑。
申请公布号 CN103903012A 申请公布日期 2014.07.02
申请号 CN201410140099.5 申请日期 2014.04.09
申请人 西安电子科技大学 发明人 焦李成;刘芳;李伟龙;马文萍;马晶晶;王爽;侯彪;李阳阳;刘静
分类号 G06K9/62(2006.01)I 主分类号 G06K9/62(2006.01)I
代理机构 陕西电子工业专利中心 61205 代理人 田文英;王品华
主权项 一种基于面向对象和支持向量机的极化SAR数据分类方法,包括以下步骤:(1)预处理:(1a)读取极化合成孔径雷达SAR数据的相干矩阵;(1b)对极化合成孔径雷达SAR数据的相干矩阵进行Lee滤波,得到滤波后的相干矩阵;(2)特征分解:(2a)对滤波后相干矩阵进行波利Pauli分解,得到三个散射特征;(2b)将极化合成孔径雷达SAR数据彩色图中的红通道特征作为彩色图像的第一维,将极化合成孔径雷达SAR数据彩色图绿通道特征作为彩色图像的第二维,将极化合成孔径雷达SAR数据彩色图蓝通道特征作为彩色图像的第三维,合成极化合成孔径雷达SAR数据的彩色图;(3)设置参数:(3a)设置极化合成孔径雷达SAR的彩色图异质度阈值为1000、最大循环次数为10;(3b)设置极化合成孔径雷达SAR的彩色图的光谱权重为0.6,紧致度权重为0.4;(4)合并像素:(4a)在极化合成孔径雷达SAR的彩色图中任选一个像素点,采用异质度公式,计算该像素点与其相邻的像素点之间的异质度;(4b)对相邻两个像素间的最小异质度小于极化合成孔径雷达SAR的彩色图异质度阈值1000的两个像素合并;(4c)检查极化合成孔径雷达SAR的彩色图中像素是否都被选择过,如果存在没有被选择的像素,则执行步骤(4a),否则,执行步骤(4d);(4d)找出极化合成孔径雷达SAR的彩色图中含有像素数目最少的超像素块,计算该超像素块内包含的像素数,如果该像素数大于给定的彩色图异质度阈值1000,则执行步骤(6),否则,执行步骤(5);(5)合并超像素块:(5a)从极化合成孔径雷达SAR的彩色图的超像素块中任选一个超像素块,采用彩色图像异质度公式,计算该超像素块与周围相邻的超像素块的异质度;(5b)对相邻的两个超像素块间的最小异质度小于极化合成孔径雷达SAR的彩色图异质度阈值1000两个超像素素块合并;(5c)检查极化合成孔径雷达SAR的彩色图中的超像素块是否全部被选择过,如果存在没有被选择的超像素块,则执行步骤(5a),否则,执行步骤(5d);(5d)找出极化合成孔径雷达SAR的彩色图中含有像素数目最少的超像素块,计算该超像素块内包含的像素数,如果该像素数大于给定的彩色图异质度阈值1000,则执行步骤(6),否则,执行步骤(5e);(5e)判断合并的次数是否大于最大循环次数10,如果是,则执行步骤(6),否则,执行步骤(5a);(6)初始分类:(6a)设定支持向量机分类的类别数M;(6b)读入滤波后的极化合成孔径雷达SAR数据;(6c)从滤波后的极化合成孔径雷达SAR数据中,随机选择每一类极化合成孔径雷达SAR数据的300个作为训练样本,其余的作为测试样本;(6d)用支持向量机对训练样本进行学习,得到分类模型;(6e)用分类模型,对测试样本进行测试,得到初始分类结果;(7)二次分类:(7a)在极化合成孔径雷达SAR的彩色图中,按照顺序选择一个超像素块;(7b)在超像素块内,对支持向量机分类的初始分类结果进行统计,得到超像素块内每一类样本的数目,将该超像素块的类别设定为统计样本数目最多的那一类;(7c)判断极化合成孔径雷达SAR的彩色图中是否存在没有选择过的超像素块,如果存在没有选择过的超像素块,则执行步骤(7a),否则,执行步骤(8);(8)输出结果矩阵:(8a)随机生成一个大小与极化合成孔径雷达SAR的彩色图的大小相同的矩阵,矩阵的值初始化为0;(8b)按照从左到右,从上到下的次序,对极化合成孔径雷达SAR的彩色图中的超像素块编号,极化合成孔径雷达SAR的彩色图中超像素块的编号号码分别为1,2,3…N,N为超像素的总数;(8c)在极化合成孔径雷达SAR的彩色图中按照超像素块的编号顺序选一个超像素块;(8d)找出超像素块内的像素在极化合成孔径雷达SAR的彩色图中的位置,将矩阵对应的位置的元素值设为该超像素块的编号号码值;(8e)判断极化合成孔径雷达SAR的彩色图中是否存在没有选择过的超像素块,如果存在没有选择过的超像素块,则执行步骤(8c),否则,执行步骤(8f);(8f)输出结果矩阵。
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