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基于均值漂移與空間信息的導向模糊C均值遙感圖像分割算法
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中國民用航空飛行學(xué)院 空中交通管理學(xué)院

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國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目資助(U1733203),中國民用航空飛行學(xué)院科學(xué)研究基金(J2019-046)。


Guided fuzzy c-means clustering with mean shift and spatial information for remote-sensing image segmentation
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    摘要:

    作為圖像數據結構分割的重要工具,模糊C均值已被廣泛應用于計算機視覺(jué)領(lǐng)域。然而模糊C均值在圖像分割過(guò)程中不能有效地保留邊緣和抑制噪聲,往往得不到理想的分割結果。為解決這一問(wèn)題,本文利用導向濾波器推導出一種新的改進(jìn)模糊C均值算法。該算法的第一個(gè)創(chuàng )新點(diǎn)是其線(xiàn)性平移不變?yōu)V波過(guò)程,利用邊緣保持平滑特性來(lái)保留分割中的邊緣結構。第二個(gè)創(chuàng )新點(diǎn)是該技術(shù)通過(guò)將空間信息引入目標函數來(lái)改善對噪聲的魯棒性,空間信息通過(guò)導向濾波的平均輸出獲得。為了解決聚類(lèi)算法中初始聚類(lèi)中心問(wèn)題,在圖像分割過(guò)程中使用均值漂移算法選取初始聚類(lèi)中心。本文方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于其對邊緣保留和噪聲具有魯棒性,進(jìn)而提高分割精度。基于合成圖像和真實(shí)遙感圖像的實(shí)驗結果表明,與其他主流分割算法相比,該方法在分割性能方面表現出了良好的性能。

    Abstract:

    Fuzzy C-means (FCM) has widely been applied to computer vision, which emerged as an important tool for segmenting the structure of image data. However, the effectiveness of this technique lies in its inability to preserve edges and suppress noise, often leading to unsatisfactory segmentations. To solve this problem, we derive a modified FCM algorithm by using guided filter. The first key concept of our method is its linear translation-variant filtering process, which exploits edge-preserving smoothing property to preserve the edge structures in segmentation. The second is that this technique improves the robustness to noise by incorporating the spatial information into the objective function, which are obtained by the mean output of guided filtering. Third, mean shift algorithm is used to get initial cluster centers so that the algorithm does guarantee convergence to the global optimum. The main advantages of the proposed method are that it exhibits robustness to edge-preserving and noise and it can enhance the segmentation accuracy. By comparing with other segmentation methods, experimental results on both synthetic and real remote-sensing images suggest that the proposed method behaves well in segmentation performance.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

張曉磊,潘衛軍,陳佳煬,張智巍,王思禹.基于均值漂移與空間信息的導向模糊C均值遙感圖像分割算法計算機測量與控制[J].,2019,27(11):243-248.

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  • 收稿日期:2019-08-27
  • 最后修改日期:2019-09-15
  • 錄用日期:2019-09-16
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2019-11-18
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