基于多窗口局部分形特征的目标分割算法

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1、多窗口局部分形特征的目标分割方法研究摘要：提出丫新的阁像多窗口局部分形特征计算方法，并结介传统的阁像分割方法，给出了一种新的复杂背景下人造目I标分割算法。首先用指数小波滤波器在一个尺度上对阁像进行滤波，突出阁像的边缘信息。然后据滤波后阁像像紊点的亮度人小，对原始阁像进行多窗口儿何度量空則变化率的汁算，在此基础上，运川区域生长实现g标分割。最后对分割得到的阁像进行数学形态学处理,捉取ih阁像的g标。实验表明，该算法能够官效地实现复杂背景屮的目标分割，并且计算复杂度低。关键词：图像分割：分形；多窗口；几何度量空间变化率特

2、征；区域生松AlgorithmforTargetSegmentationBasedonMultiwindowedLocalFractalFeatureAbstract:Amethodofcomputationformultiwindowedlocalfractalfeaturewaspresented,anovelsegmentationalgorithmbasedonthemethodandtraditionalimagesegmentationalgorithmwasproposedtodealwithtarge

3、tundercomplexenvironment.Firstly,exponentialwaveletatonescalewasusedtofilterimageinordertoreinforcetheedgeofimage.Secondly,exactthefractalinterceptoforiginalimageusingmultiwindowedapproachaccordingtotheintensityoffilteredimage，andrealizetargetdetectionusingregi

4、ongrowingalgorithm.Finally,morphologicaloperationwasutilizedtoextracttarget.Experimentsshowthattheproposedmethodcansegmentandextracttheareaoftargetundercomplexenvironmenteffectivelyanditslowcalculationwasalsoproved.Keywords:Imagesegmentation;Fractal;Multiwindow

5、;Fractalintercept;Regiongrowingalgorithm1引言s杂a然竹景下的n标分割技术一直是光电探测、精确制导等领域的首耍问题，但是由于成像条件以及背景和噪声的干扰，在图像中分割出鬥标足非常困难的，某于边界以及区域的传统的分割方法都不能奋效地得到图像H标U1。分形儿何的概念足Mandelbrot于1975年酋先提出的，它足一门研究不规则集合或函数的科学。Pentland121等众多学者的研究表明：大部分fi然景物表而所映射成的灰度阁像与人造n标具有不M的分形特征，根据Pl然景物与人造II标

6、在分形特征上的差异就可将两者区分开。分形为S杂背景下人造目标的提取开辟/新途径。分形维数足分形的一个很重要特征，在图像分割和0标检测应川领域，研究者已经对其进行了充分研究［3_5］，几何度量空间变化率则是另一个重耍的分形特征［6］［7］。利用分形特征进行II标检测的方法为：先用固定大小的窗口计算图像的局部分形特征，再在此某础上进行目标分割。川固定窗U计算图像分形特征吋存在一定的缺陷：川小窗U计算吋，图像的局部边緣得到增强，导致得到的图像分形特征图屮，边缘信息较多，T•扰H标分割；川人窗U计算吋，I冬I像n标与竹景的边

7、缘信息模糊，并且计算量会敁著增加，增大了fi标分割的难度。根据文献［8］的分析，在图像的强边缘处用小窗口计算，在图像的平坦区域用大窗口计算，可以获得较好的效果，似是其提出的多窗U控制策略非常复杂，不利于实际应川，并且该论文主要研究了ft然图像的分割。本文提出了新的难于多窗门局部分形特征的n标分割算法，降低了算法S杂度，兑服了传统方法存在的不足，有效地实现了自然竹景阁像中人造鬥标的提取。2多窗口局部分形特征提取2.1局部分形特征提取常用的分形特征有分形维数、几何度量空间变化率、分形拟合误差、多尺度分形等。当ft然竹景屮

8、存在人造目标时，几何度跫空间变化率会呈现一个较大值，利用该特征可以有效地去除I'd然背景干扰。在计算屮常用“地毯法”来求得阁像的几何度:ft空间变化率特征，原理如下：川距离图像表面尺度为/•的灰度地毯分别覆盖在图像的上表面和卜*表面，上地毯和下地毯B,.(/，y)的求法如下所示：U0(i，j)=BQ(i，j)=Ki，.D⑴f//.(z,7)=m