基于图论遥感影像分割理论与方法ppt培训课件

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1、基于图论的面向对象的高分辨率影像分割方法研究6/22/20211主讲内容研究目的与意义面向对象的遥感影像分割方法图论及基于图优化理论的图像分割方法主要研究内容边权函数构造基于边权特性的分割准则设计多层次影像分割实验结果与分析主要结论与展望6/22/20212研究目的与意义计算机视觉领域图像分割是图像分析的关键步骤实现自动图像分析和模式识别的首要问题图像处理的经典难题之一高分辨率遥感影像处理重要的语义解释更需要用有意义的影像中对象及对象之间的相互关系而不是用一个个像素来表示提出了面向对象的高分辨率遥感影像目标识别与分类方法面向对象的图像分割是对象获

2、取的主要方法之一6/22/20213OBIA文章数量发展趋势图和一些相关卫星发射(Blaschke,2010)6/22/20214图像分割方法综述传统的影像分割方法阈值分割法基于区域的分割方法基于边缘的分割方法现代图像分割方法基于数据驱动的聚类分割方法基于活动轮廓模型的分割方法6/22/20215基于数据驱动的聚类分割方法以数据之间的相似性来进行图像分割，即以聚类方法来完成图像分割。聚类过程：特征选择、近邻测度、聚类准则、聚类算法、结果检验和结果判定聚类方法6/22/20216基于活动轮廓模型的分割方法参数活动轮廓模型几何活动轮廓模型基于边缘的几

3、何活动轮廓模型基于区域的几何活动轮廓模型二者相结合的几何活动轮廓模型6/22/20217面向对象的遥感影像分割方法http://www.tu-dresden.de/ioer/statisch/segmentation-evaluation/index.html区域增长、分水岭模拟退火、MeanShift、超顺磁性聚类算法多特征、多尺度及考虑空间关系的面向对象的遥感图像分割成为主流研究方向6/22/20218最优化理论最优化问题数学模型：6/22/20219最优化理论与算法线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、随机规划、图和网络流等分支每个分支

4、都针对所研究的数学模型提出相应的算法及其计算机实现启发式算法，如禁忌搜索、模拟退火、神经网络算法、遗传算法、蚁群算法、免疫算法6/22/202110图论基础及其优化理论认识图顶点、边、关联函数图的图形表示无向图、有向图6/22/202111图的图形表示6/22/202112子图、生成子图、不相交集6/22/202113割点6/22/202114割边6/22/202115树、森林、生成树6/22/202116对偶图6/22/202117图的矩阵表示邻接矩阵关联矩阵均代表图的拓扑结构，二者可以相互转换由邻接矩阵可以定义图的Laplacian矩阵，这使

5、得将图的问题转化为矩阵问题。加权矩阵6/22/202118图论最优化理论最短路径最小生成树最大流最小割最大权匹配最小权覆盖最大独立集6/22/202119基于图论的图像分割方法基于最短路径的分割方法将区域边界线用图模型中的路径来表示，则寻找区域边界的问题就可以转化为最短路径问题基于最小生成树的分割方法寻找差异最小的连通区域问题转化为最小生成树问题基于最小割集的分割方法寻找相似性最大的连通区域转化为寻找最小割集问题其它分割方法支配集等，或者与其它方法结合6/22/202120基于最短路径的图像分割方法最短路径的一个典型应用就是“智能剪刀”（Inte

6、lligentscissors）和“活动线”（livewire）最短路径代价函数对应区域边界，具有强边缘特征的相邻像素应具有较小的代价函数表示拉普拉斯过零交叉点，表示梯度幅度，表示梯度方向6/22/202121基于最小生成树的图像分割5033227253772548175353895264820512475759591443354555660566255511563416161341252412341820326/22/202122（1）分裂最小生成树方法分割结果最小生成树442002322153221220122311136/22/202123

7、（2）构造最小生成树方法阈值为11所得分割结果阈值为10所得分割结果6/22/202124最小生成树分割的关键技术边权函数的设计准则设计快速算法设计6/22/202125基于最小割集的分割方法（1）好的分割准则；（2）有效的分割算法6/22/202126最小割分割算法谱聚类分割算法将数据用加权无向图模型的相似矩阵来表示根据最优割集准则将其转化为相应的矩阵求解问题；求解矩阵的前k个特征值和特征向量，构建特征向量空间；采用k-均值聚类或其它聚类算法对特征空间中的特征向量进行聚类。基于最大流最小割分割算法Ford-Fulkerson算法；Gomory-

8、Hu算法6/22/202127割集准则最小比例割集（RatioCut）准则k-way比例割代价函数规范割集准则（Normalizedcu