[发明专利]一种融合图模型及形态模型的SAR图像河道提取方法

权利要求书

1.一种融合图模型及形态模型的SAR图像河道提取方法，其特征在于：首先，采用分段建模的方法形式化描述复杂的河道形态特征；然后，将河道形态模型同基于图模型的图像分割方法结合，建立河道区域识别的分割规则；在此基础上，根据河道区域的形态特征对河道区域进行识别。

2.如权利要求1所述的融合图模型及形态模型的SAR图像河道提取方法，其特征在于，采用分段建模的方法形式化描述复杂的河道形态特征，包括如下步骤：

步骤1：采用灰度直方图均值化的方法对原始图像进行处理；

步骤2：河道轮廓建模；设计一种占空比参数λ(C_i)用于描述紧致包络的程度：

λ(C_i)＝|C_i|/|R_i|(1)

其中|C_i|为所分割出图像区域的像素数，|R_i|为该区域最小外接矩形所包络的像素数；占空比参数λ(C_i)越大说明该矩形窗对区域的包络越紧致，每一区段所对应的最小外接矩形窗能够越准确地描述其所包络河道区域的形态特征；

步骤3：在保证占空比参数大于阈值τ的前提下，整个河道的形态可由最小外接矩形窗的组合而近似模拟。因此，可建立河道轮廓模型：

Cr=[Cr1,Cr2,...Crm]≈[Rr1,Rr2,...Rrm],λ(Cri)<τ,i=1,2,...m---(2)]]>

其中，C_r为河道区域，为河道区段，为河道区段的最小外接矩形窗。

3.如权利要求1所述的融合图模型及形态模型的SAR图像河道提取方法，其特征在于，将河道形态模型同基于图模型的图像分割方法结合，建立河道区域识别的分割规则；在此基础上，根据河道区域的形态特征对河道区域进行识别，包括如下步骤：

步骤4：在河道形态模型建立的基础上，进一步将其转化为用于图像分割的规则函数；将对最小外接矩形窗占空比的约束式(1)转换成新的图像分割规格，即合并区域的占空比大于一定的阈值：

λ(C_i,C_j)≥β(λ(C_i)+λ(C_j))(3)

其中，λ(C_i,C_j)为区域C_i和C_j合并后新区域的占空比，β为调制参数，由于区域合并后新区域的占空比通常小于原有区域占空比之和，因此0＜β＜1；将该约束条件引入式(4)中：即

D(C1,C2)=trueif Dif(C1,C2)>MInt(C1,C2)falseotherwise---(4)]]>

可得新的区域边界判决规则：

D(C1,C2)=trueifDif(C1,C2)>MInt(C1,C2)orλ(Ci,Cj)≤β(λ(Ci)+λ(Cj))falseotherwise---(5)]]>

步骤5：根据河道的特点，可以确定用于识别河道的分类准则如下：

(1)L_R/W_R＞Τ(6)

考虑到河流轮廓大体上为条状，本准则要求区域的最小外接矩形窗所对应的长宽比L_R/W_R大于阈值Τ；

(2)d(R_i,R_j)＜γ(7)

考虑到河流轮廓的连续性，本准则要求不同区域的最小外接矩形窗间的距离小于阈值γ；

随后将上述准则引入到图模型中进行图像分割；进而结合形态模型对分割结果进行识别，最终实现对河道区域的提取。