[发明专利]基于嵌入式DSP的SAR图像实时分割方法

摘要

本发明公开了一种基于嵌入式DSP的SAR图像实时分割方法，主要解决了SAR图像分割算法在嵌入式DSP上实现时复杂度较大，难以满足实时性的问题。其分割过程为：(1)输入SAR图像；(2)浮点转换；(3)一维高斯滤波；(4)建立顶点结构体矩阵和边缘结构体矩阵；(5)对边缘结构体矩阵排序；(6)对顶点结构体矩阵聚类；(7)输出分割结果。本发明基于DSP的结构进行了优化，分别使用了DSP内建指令编写的除法和双字的数据交换，降低滤波过程和排序过程在数字信号处理器DSP上的运行时间，具有良好的分割结果，可应用于嵌入式合成孔径雷达SAR图像分割和SAR图像目标识别。

主权项

基于嵌入式DSP的SAR图像实时分割方法，其具体步骤包括如下：(1)输入待分割的SAR图像矩阵；(2)将图像矩阵转换为浮点类型的矩阵：将读取的SAR图像数据从整数int类型矩阵转化为浮点float类型矩阵，得到的浮点类型矩阵四字对齐的存储在数字信号处理器DSP内存中；(3)一维高斯滤波：3a)使用静态存储于数字信号处理器DSP内存中的一维高斯滤波模板，与浮点矩阵在水平和垂直两个方向进行卷积，得到与浮点矩阵大小相等的未归一化矩阵；3b)使用数字信号处理器DSP内建指令编写的除法，用未归一化矩阵除以一维高斯滤波模板系数的加权值，得到待聚类矩阵；(4)建立边缘结构体矩阵和顶点结构体矩阵：4a)在数字信号处理器的外部存储SDRAM中分配四字对齐的存储空间，用来存储边缘结构体矩阵和顶点结构体矩阵；4b)对结构体矩阵进行初始化，使得边缘结构体矩阵的元素对应待聚类矩阵的邻域元素对，顶点结构体矩阵对应待聚类矩阵中的元素；4c)对边缘结构体矩阵的每一个元素插入一个空数据，使得每个边缘结构体元素四字对齐；(5)对边缘结构体矩阵排序：5a)从边缘结构体矩阵中选出第一个元素作为基数；5b)使用双字的数据读写进行元素交换，将权重大于基数权重的边缘结构体元素交换到基数左边，将权重小于等于基数权重的边缘结构体元素交换到基数右边，得到按照基数权重大小分区的边缘结构体矩阵；5c)对边缘结构体矩阵的左右区间递归执行步骤5a)、步骤5b)，直到获得按照边缘结构体权重非递减排列的有序矩阵；(6)对顶点结构体矩阵进行聚类：6a)按照已排序边缘结构体矩阵元素的顺序，比较当前边缘结构体的权重与其对应顶点的类内权重，当边缘结构体权重小于其对应的顶点的类内权重时，合并这两个 顶点结构体所在的类；6b)迭代执行步骤6a)，直到已排序边缘结构体矩阵的最后一个元素；(7)用已聚类顶点结构体的类别标号对原图像赋值，得到分割的图像。