[发明专利]一种光学影像和SAR影像一体化分割配准方法

权利要求书

1.一种光学影像和SAR影像的一体化分割配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，对光学影像和SAR影像预处理，包括对光学影像进行高斯滤波处理，对SAR影像进行Frost滤波处理；

步骤2，对步骤1所得预处理后的光学影像和SAR影像，分别随机产生聚类中心并利用模糊C均值聚类算法进行初始分割，得到初始的区域；

步骤3，基于初始的区域，对步骤1所得预处理后的光学影像和SAR影像分别进行多层水平集分割，得到面分割结果；

步骤4，基于步骤3所得光学影像的面分割结果和SAR影像的面分割结果进行sift算法配准，然后判断是否存在同名点，是则将sift算法配准所得结果作为配准结果影像，否则返回步骤2重新随机产生聚类中心；

步骤5，判断步骤4所得配准结果影像是否满足配准精度要求，是则输出步骤4所得配准结果影像，否则利用步骤3所得光学影像的面分割结果和SAR影像的面分割结果作为初始的区域，返回执行步骤3重新进行多层水平集分割，直到配准结果影像满足精度要求。

2.根据权利要求1所述光学影像和SAR影像的一体化分割配准方法，其特征在于：步骤3中，对预处理后的光学影像进行多层水平集分割包括如下步骤，

（a）对初始的区域设标号i，并取得每个区域的均值μ_i，得到均值集合{μ_i}；

（b）根据下式计算水平集层{l_i}，

li=log(μi+1μi)·μi+1μiμi+1-μi]]>

（c）根据水平集层{l_i}得到初始化水平集分割结果，根据下式获得区域集合{Ω_i}，重新计算得到均值集合{μ_i}和水平集层{l_i}，

x∈Ωi,ifli-1<x<lix∈Ωi+1,ifli<x<li+1]]>

其中，Ω_i表示区域，x为像素；

（d）根据下式初始化水平集演化函数φ(x)，

φ(x)＝u(x),x∈Ω

其中，u(x)表示光学影像；

（e）基于如下多层水平集能量函数获得面分割结果，

F(c1,c2,...,cm+1,φ)=∫Ω|μ(x)-c1|2H(l1-φ(x))dx]]>

+Σi=2m∫Ω|μ(x)-ci|2H(φ(x)-li-1)H(li-φ(x))dx]]>

+∫Ω|μ(x)-cm+1|2H(φ(x)-lm)dx+vΣi=1m∫Ω|▿H(φ-li)|]]>

其中，H为单位阶跃函数，m表示水平层的个数，i的取值为1,2,…m+1，l₁＜l₂＜...＜l_m，c₁,c₂,…,c_m+1分别为区域R₁,R₂,…,R_m+1的均值，v为非负常数。

3.根据权利要求1所述光学影像和SAR影像的一体化分割配准方法，其特征在于：步骤3中，对预处理后的SAR影像进行多层水平集分割包括如下步骤，

（a）对初始的区域设标号i，并取得每个区域的均值μ_i，得到均值集合{μ_i}；

（b）根据下式计算水平集层{l_i}，

li=log(μi+1μi)·μi+1μiμi+1-μi]]>

（c）根据水平集层{l_i}得到初始化水平集分割结果，根据下式获得区域集合{Ω_i}，重新计算得到均值集合{μ_i}和水平集层{l_i}，

x∈Ωi,ifli-1<x<lix∈Ωi+1,ifli<x<li+1]]>

其中，Ω_i表示区域，x为像素；

（d）根据下式初始化水平集演化函数φ(x)，

φ(x)＝u(x),x∈Ω

其中，u(x)表示SAR影像；

（e）基于如下多层水平集能量函数获得面分割结果，

F(p1,p2,...,pm+1,φ)=∫ΩH(l1-φ(x))logP1dx]]>

+Σi=2m∫ΩH(φ(x)-li-1)H(li-φ(x))logPidx]]>

+∫ΩH(φ(x)-lm)logPm+1dx+vΣi=1m∫Ω|▿H(φ-li)|]]>

其中，H为单位阶跃函数，m表示水平层的个数，i的取值为1,2,…m+1，l₁＜l₂＜...＜l_m，c₁,c₂,…,c_m+1分别为区域R₁,R₂,…,R_m+1的均值，v为非负常数。