[发明专利]一种复杂地形的SAR图像的水域自动分割方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar）中的图像处理技术，尤其涉及一种复杂地形的SAR图像的水域自动分割方法及装置。

背景技术

对大面积水域的持续定量定点监测，关系到水土的平衡和经济环境的保护，特别在面临自然灾害，如地震、洪水时，水域监测对于灾害防范和预测具有重要的意义。由于SAR具有全天时、全天候、远距离对观测区域进行成像的优势，因此SAR经常被用来对水域进行观测并计算水域面积，通过对同一水域不同时间的多次观测，还可以获取水域面积的变化信息，其难点和核心是精确、高效的提取水域面积。

目前，对于SAR图像中的水域分割及其变化检测已做出了一些研究。但是，绝大多数方法都是基于平坦地表的假设，在复杂地形条件下，SAR图像会受到高山等地物的影响而产生阴影，其回波幅度与水域相当，直接导致目前常用算法，例如阈值分割、水平集分割等算法的分割效果受到很大影响，甚至失效。

综上所述，如何在复杂地形下实现SAR图像水域自动分割是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种复杂地形的SAR图像的水域自动分割方法及装置，能够在复杂地形下实现SAR图像水域自动分割。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种复杂地形的合成孔径雷达SAR图像的水域自动分割方法，所述方法包括：

对原始SAR图像进行预处理，得到预处理SAR图像；

采用阈值分割法对所述预处理SAR图像进行第一次水域分割，得到第一水域范围；

在所述第一水域范围中提取图像感兴趣区域ROI；

采用局域高斯分布拟合主动轮廓模型LGDF ACM算法对所述ROI进行第二次水域分割，得到第二水域范围。

优选地，所述对原始SAR图像进行预处理，得到预处理SAR图像，包括：

采用控制点CP自动确定法获取原始SAR图像的CP以及参考SAR图像的CP；

基于所述原始SAR图像的CP以及所述参考SAR图像的CP，对所述原始SAR图像进行配准，得到配准SAR图像；

使用增强Lee滤波法对所述配准SAR图像进行滤波以抑制相干斑噪声，得到滤波SAR图像；

对所述滤波SAR图像的像素进行线性拉伸，而得到所述预处理SAR图像。

优选地，所述采用阈值分割法对所述预处理SAR图像进行第一次水域分割，得到第一水域范围，包括：

将所述预处理SAR图像划分为N个子图像，N为大于1的整数；

针对每一个子图像，采用经典Ostu法选取子图像中的最佳阈值；基于所述最佳阈值，对所述子图像进行第一次水域分割，得到所述子图像对应的第一子水域范围；

对N个所述第一子水域范围进行拼接，得到所述第一水域范围。

优选地，所述在所述第一水域范围中提取ROI，包括：

采用形态学算法中的开与关运算处理所述第一水域范围，以降低所述第一水域范围的噪声以及隔离不同的连通水域；

在所述开与关运算处理后的所述第一水域范围中选取连通面积最大的水域，并基于以下公式计算所述连通面积最大的水域的对比度：

Cmax=MAX(Ci=uB-uiσB)]]>

其中，C_max表示连通面积最大的水域的对比度，C_i表示第i个连通水域的对比度，u_i表示第i个连通水域的平均强度值，u_B、σ_B分别表示背景的平均强度值和标准偏差值；MAX()表示取最大值运算；

基于所述连通面积最大的水域的面积确定出面积阈值，以及基于所述连通面积最大的水域的对比度确定出对比度区间；