[发明专利]一种基于Gram-Schmidt融合和LEGION的高分辨率遥感影像分割方法

摘要

本发明公开了一种基于Gram-Schmidt融合和LEGION的高分辨率遥感影像分割方法。其步骤为：对高分辨率遥感影像多光谱波段重采样，使其和全色波段有相同大小及像素数；将全色波段和多光谱波段进行Gram-Schmidt融合，使得每个多光谱波段拥有更高的空间分辨率，并且基本保留了光谱信息；对每个像素的各波段像素值求均值，将多个波段的信息合成一个波段，作为LEGION分割方法的输入数据；使用LEGION方法对合成后的单波段影像进行分割；将分割结果写入到结果图像中，以可视化方式进行显示。本发明克服了LEGION分割方法只能使用单波段信息的不足，能够更加精确有效地对高分辨率遥感影像进行分割。

主权项

一种基于Gram‑Schmidt融合和LEGION的高分辨率遥感影像分割方法，具体包括以下步骤：步骤1：将高分辨率遥感影像的多光谱波段重采样，使其和其全色波段有相同的大小及像素数；步骤2：将全色波段和多光谱波段进行Gram‑Schmidt融合，使得每个多光谱波段均获得了更高的空间分辨率，并且基本保留了原有的光谱信息；步骤3：根据分割的目的，结合地物的光谱特征，对每个像素的各波段像素值按公式①求均值，将多个波段的信息合成一个波段，作为LEGION分割方法的输入数据； x i = Σ k = 1 n ( 1 / n ) x k ①其中，xi为各波段像素平均值，n为选择出来进行分割的波段数，xk为第k波段的像素值；步骤4：应用LEGION方法对合成后的单波段影像进行分割，具体如下：假设：xi是表示振荡器内部兴奋神经元的活性，N1(i)假设为i在二维图像中的八邻域，除了在边界上的像素之外。同时假设N2(i)为八邻域。LKx，RKx，LCx表示x的零曲线上的三个角，LKx和RKx代表了左拐点和右拐点，LC代表曲线的左上角。为了计算的简单，设置LKx＝‑1，RKx＝‑2，LCx＝1，在该算法中，Ii代表了点i的像素值，IM表示最大可能像素值；初始化，计算振荡器i的连接权值Wij，计算公式如式为：Wij＝IM/(1+|Ii‑Ik|)，k∈N1(i)            ②(2)找到振荡发起点pi，计算公式如式如下： p i = H [ Σ k ∈ N 1 ( i ) W ik - θ p ] ③(3)生成一个随机序列，给网络中的每个振荡器一个随机的初始状态，让它们分布在LKx和LCx上(4)找到距离LKx最近的振荡器j，如果pj＝1，则该点跳起到RKx并且设置全局抑制器z(t+1)＝1，其他的振荡器按照式(2.3)向LKx移动xk(t+1)＝xk(t)+(LKx‑xj(t))，k≠j    ④(5)循环执行下面的步骤直到结束，循环次数可以根据经验值设定，只要能够将图像分割开来即可：(a)如果振荡器i处在RKx且z(t)＞z(t‑1)，则i保持不变，(b)如果振荡器i处在RKx且z(t)≤z(t‑1)，则振荡器i跳下，z(t+1)＝z(t)‑1，若z(t+1)＝0，则跳至第(4)步，(c)如果振荡器i处在LKx，则计算i的耦合强度Si，公式如下： S i ( t + 1 ) = Σ k ∈ N 2 ( i ) W ik H ( x k ( t ) - L K x ) - W z H ( Z ( t ) - 0.5 ) ⑤若Si大于0则i跳起，否则保持不变；步骤5：将分割结果写入到结果图像中，以可视化方式进行显示。