基于廣義Gamma分布的水平集SAR圖像分割.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)能夠在任何天氣、任何時(shí)刻進(jìn)行工作，并且SAR的分辨率與距離無(wú)關(guān)，能夠穿透云霧、煙塵等障礙物，從而獲得大面積地表信息，因此SAR的地位舉足輕重。但是由于SAR的成像機(jī)理是相干成像系統(tǒng)，不可避免的存在相干斑噪聲，因此，適用于光學(xué)圖像的一般分割方法對(duì)SAR圖像不適用，本文需要研究針對(duì)SAR的分割方法。
　　 在SAR圖像分割領(lǐng)域，水平集方法是一類比較重要的方法。水

2、平集方法由于能夠處理曲線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、分割速度快等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)SAR圖像的特點(diǎn)，水平集方法研究主要集中在兩點(diǎn)上:一種是先對(duì)SAR圖像進(jìn)行濾波，然后利用針對(duì)一般光學(xué)圖像的水平集方法進(jìn)行分割;一種是直接對(duì)SAR圖像進(jìn)行分割。因?yàn)榈谝环N方法在濾波的同時(shí)也消損了圖像本身的邊緣信息，因此我們采用直接對(duì)SAR圖像進(jìn)行分割的方法。本文提出了兩點(diǎn)基于廣義Gamma統(tǒng)計(jì)模型的SAR圖像水平集分割方法:
　　 1)針對(duì)各種分布均勻、

3、不均勻以及極度不均勻的強(qiáng)度和幅度SAR圖像，本文提出了一種基于廣義Gamma分布似然函數(shù)的水平集SAR圖像分割方法。該方法把圖像分為背景區(qū)域和目標(biāo)區(qū)域，背景和目標(biāo)分別服從廣義Gamma分布，能量函數(shù)由區(qū)域能量和基于曲線長(zhǎng)度的能量組成，其中區(qū)域能量函數(shù)是根據(jù)最大似然準(zhǔn)則建立的。鑒于一般水平集方法穩(wěn)定性低，對(duì)步長(zhǎng)要求高，水平集函數(shù)需要重新初始化的缺點(diǎn)，我們采用變分水平集方法描述能量函數(shù)，然后通過(guò)變分法最小化能量泛函，求出水平集演化方程，從而

4、實(shí)現(xiàn)分割。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本算法對(duì)合成圖像和真實(shí)SAR圖像的有效性。
　　 2)針對(duì)第一種方法運(yùn)算速度慢的缺點(diǎn)，我們以另一種思路提出了一種新的基于廣義Gamma累積分布函數(shù)的水平集SAR圖像分割方法，該方法利用廣義Gamma分布的參數(shù)設(shè)計(jì)能量函數(shù)，即基于每一點(diǎn)的累積分布函數(shù)設(shè)計(jì)能量函數(shù)，通過(guò)參數(shù)估計(jì)，求得整幅圖像的能量函數(shù)。然后通過(guò)最小化關(guān)于能量函數(shù)的代價(jià)函數(shù)，得到水平集演化方程，從而實(shí)現(xiàn)SAR圖像的分割。分割結(jié)果證明了本算法對(duì)合