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《国防科学技术大学》 2007年
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极化SAR图像分类技术研究

吴永辉  
【摘要】: 极化SAR是一种先进的遥感信息获取手段。与单极化SAR相比,它通过测量每个分辨单元在不同收发极化组合下的散射特性,更完整地记录了目标后向散射信息,为详尽分析目标散射特性提供了良好的数据支持。极化SAR图像分类是图像解译的重要步骤,分类图既可作为中间结果为边缘提取、目标检测、识别等提供辅助信息,也可作为最终结果直接输出给用户。开展极化SAR图像分类研究对于探索目标散射特性、提高极化SAR系统的应用水平具有重要的理论意义和实用价值。 论文以揭示目标散射机理和提高分类精度为主要目的,系统地研究了极化SAR图像分类方法。 揭示目标散射机理是极化SAR数据分析的重要目的之一,现有这方面研究一般只针对全极化数据。双极化是极化SAR常用的工作模式,为研究双极化SAR对目标散射机理的识别性能,论文对H-α方法进行了修正。推导了双极化H-α平面有效区域的边界,从理论角度研究了双极化SAR对各向同性表面、偶极子和各向同性二面角三种基本散射的识别能力,通过实验分析了双极化SAR对H-α平面有效区域内八种基本散射机理的识别性能,并给出了HH-VV双极化H-α平面的一种可行划分方式。 现有极化SAR图像分类算法大多以像素为基本分类单元。为提高分类精度,论文从改进已有算法和引入发展于其它领域的算法两个角度,对基于像素的分类方法进行了研究。H-α方法是最为著名的极化SAR图像非监督分类方法之一,但其分类图存在地物类别模糊问题。针对该问题,通过结合C-均值算法,提出H-α-CM算法,从而将H-α方法的散射机理分类转化为地物分类。为自动确定迭代次数,定义了分类图像熵,以熵最大作为H-α-CM算法的迭代终止准则,并通过实验分析了该准则的合理性。SVM是一种较新的分类和回归算法,论文研究了它在极化SAR图像分类中的应用。为避免依据经验选择特征导致分类性能不稳定,提出以支持向量个数作为评估指标的NSVFS特征选择算法,并将其用作SVM分类的预处理,从而构成完整的利用SVM进行特征选择和分类的NSSVM算法。实验结果表明该算法对SVM参数的敏感性较低,具有较强的自适应性。最后,以SVM为分类器,定性、定量地比较了全极化、双极化和单极化SAR的分类性能,并从目标散射特性和分类器工作原理的角度阐明了三者性能差异的成因。 基于像素的方法能保持分类图的地物细节,但其性能易受相干斑影响。基于区域的方法在分类过程中考虑像素空间相关性,可有效减弱相干斑的不良影响。MRF是一种常用的描述像素空间相关性的模型,在将MRF引入极化SAR图像分类的过程中,为充分利用数据的统计先验知识和避免拆分协方差矩阵导致信息损失,将MRF与协方差矩阵的Wishart分布结合,提出WMICM算法。随后,针对watershed算法过分割时存在锯齿效应的问题,采用MRF进行过分割,提出MOS-ML算法。WMICM和MOS-ML在分类的不同阶段考虑像素的空间相关性,前者由初始分类和ICM调整两个步骤构成,在第二步中引入相邻像素相关性:后者包括仞始过分割和ML分类,在构造过分割得到的大量子区域的过程中利用像素相关性。由于利用了极化数据的统计先验知识和相邻像素的空间相关性,因此两种算法均具有较高的分类精度,并能获得清晰平滑的分类图。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN958

【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 武文;李昊;王晓军;吴永辉;;极化误差对图像分类的影响分析[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
2 赵伟颖;;极化SAR监督分类方法对植被分类效果比较分析[A];第九届长三角科技论坛(测绘分论坛)论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 郭雷;宽带雷达目标极化特征提取与核方法识别研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 张腊梅;极化SAR图像人造目标特征提取与检测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 郭睿;极化SAR处理中若干问题的研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴香伟;基于马尔可夫随机场的SAR图像分割算法研究[D];杭州电子科技大学;2011年
2 孙书进;基于MRF模型和统计建模的SAR图像地物分类方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 贺峥嵘;极化SAR影像特征分析与地物目标分类研究[D];解放军信息工程大学;2011年
4 宋才秀;基于地物散射特性分析的机载极化SAR分类研究[D];中南大学;2012年
5 余磊;极化SAR图像伪彩色增强与可视化方法研究[D];解放军信息工程大学;2012年
6 郑永恒;SAR图像降噪与极化SAR图像监督分类研究[D];电子科技大学;2012年
7 王静;双极化SAR影像分类研究与应用[D];吉林大学;2013年
8 范清;基于多特征融合的极化SAR地物分类方法研究[D];大连海事大学;2013年
9 朱佳文;极化SAR相干斑抑制及其对分类精度的影响研究[D];首都师范大学;2013年
10 蔺腊月;基于目标分解的面向对象决策树PolSAR影像分类方法研究[D];辽宁工程技术大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘秀清,杨汝良;基于全极化SAR非监督分类的迭代分类方法[J];电子学报;2004年12期
2 刘国庆,熊红,黄顺吉,A.Torre,F.Rubertone;多视极化合成孔径雷达图象的分类和极化通道优化[J];电子科学学刊;1998年01期
3 刘国庆,熊红,黄顺吉;基于小波变换和马尔可夫随机场的极化SAR图像自动分类[J];电子科学学刊;2000年03期
4 王之禹,朱敏慧,白有天;基于最优状态的多波段全极化SAR数据ML分类方法[J];电子与信息学报;2001年05期
5 王晓兰,戴博伟,杨汝良;全极化合成孔径雷达多视图像的极化特征分析[J];电子与信息学报;2002年04期
6 陈劲松,邵芸,林晖;全极化SAR数据在地表覆盖/利用监测中的应用[J];国土资源遥感;2004年02期
7 余海坤;张永红;汪云甲;;利用极化SAR数据进行土地覆盖分类研究[J];海洋测绘;2006年03期
8 徐俊毅;杨健;彭应宁;;双波段极化雷达遥感图像分类的新方法[J];中国科学E辑:信息科学;2005年10期
9 陈体刚,李彦佐;全极化SAR图像中相干矩阵特征值及其应用[J];信息与电子工程;2005年03期
10 陈劲松,邵芸,董庆,王长林;全极化SAR数据信息提取研究[J];遥感技术与应用;2003年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
3 杨绪兵,韩自存;ε不敏感的核Adaline算法及其在图像去噪中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
4 陶秀凤,唐诗忠,周鸣争;基于支持向量机的软测量模型及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
5 陈弋兰;王鸣;孙书诚;;朴素贝叶斯分类器的误差估计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
6 张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;储粮害虫图像识别中的特征压缩研究[J];安徽农业科学;2008年27期
7 李淑华;徐良培;陶建平;;基于支持向量机的我国水产品出口贸易风险预警研究[J];安徽农业科学;2008年30期
8 许高程;张文君;王卫红;;支持向量机技术在遥感影像滑坡体提取中的应用[J];安徽农业科学;2009年06期
9 程伟;张燕平;赵姝;;支持向量机在粮食产量预测中的应用[J];安徽农业科学;2009年08期
10 赵万明;黄彦全;谌贵辉;;基于支持向量机的农村用电量需求预测[J];安徽农业科学;2009年25期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;An effective procedure exploiting unlabeled data to build monitoring system[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(下)[C];2012年
2 ;A Novel Kernel PCA Support Vector Machine Algorithm with Feature Transition Function[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;A Novel Proximal Support Vector Machine and Its Application in Radar Target Recognition[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 周绮凤;林成德;罗林开;彭洪;;一种基于黎曼度量的训练样本类不平衡SVM分类方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 梁禹;王义刚;王娜;;基于支持向量机的电力电子电路故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 ;Fault Pattern Recognition of Rolling Bearings Based on Wavelet Packet and Support Vector Machine[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
8 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
9 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
10 张昌明;新疆汉族、维吾尔族及哈萨克族食管癌血清蛋白质指纹图谱研究[D];新疆医科大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
3 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
5 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
7 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
8 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
9 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
10 田文娟;基于支持向量机的人民币序列号识别方法的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯建辉;杨玉静;;基于灰度共生矩阵提取纹理特征图像的研究[J];北京测绘;2007年03期
2 贺峥嵘;刘智;王番;陈永昌;;非下采样Contourlet域的ICA法SAR图像相干斑抑制[J];测绘工程;2011年03期
3 熊兴华;数字影像质量评价方法评述[J];测绘科学;2004年01期
4 孙晓霞;张继贤;燕琴;;基于非下采样Contourlet变换的极化SAR图像融合与去噪[J];测绘科学;2011年03期
5 后斌;;基于支撑向量机的遥感影像分类方法比较研究[J];测绘通报;2008年10期
6 段连飞;黄国满;荣伟;赵争;谭芬;顾强;;基于BP神经网络的机载高分辨率SAR图像分类方法研究[J];测绘通报;2009年02期
7 韩昭颖;种劲松;;极化合成孔径雷达图像船舶目标检测算法[J];测试技术学报;2006年01期
8 高明星,杨健,彭应宁;极化雷达遥感中目标特征提取[J];电波科学学报;2004年04期
9 范立生;高明星;杨健;彭应宁;;极化SAR遥感中森林特征的提取[J];电波科学学报;2005年05期
10 徐丰;金亚秋;;目标散射的去取向理论和应用(二)地表分类应用[J];电波科学学报;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李民;基于稀疏表示的超分辨率重建和图像修复研究[D];电子科技大学;2011年
2 刘琼芳;基于Copula理论的金融时间序列相依性研究[D];重庆大学;2010年
3 葛振忠;基于随机森林和Copula的港口物流能力研究[D];天津大学;2010年
4 廖学军;基于高分辨距离像的雷达目标识别[D];西安电子科技大学;1999年
5 戴博伟;多极化合成孔径雷达系统与极化信息处理研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
6 齐向阳;极化合成孔径雷达的模拟研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
7 穆冬;干涉合成孔径雷达成像技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
8 李新武;极化干涉SAR信息提取方法及其应用研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
9 梁淮宁;全极化SAR地形高度测量技术研究[D];电子科技大学;2001年
10 付琨;高分辨率单视单极化SAR图像地物分类方法研究[D];国防科学技术大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘桢;基于极化信息的SAR地物分类技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 厉心刚;基于SPM特征提取的面向对象遥感影像分类研究[D];武汉理工大学;2011年
3 何其钰;基于目标分解的极化SAR图像对比增强与分类方法研究[D];电子科技大学;2011年
4 贾惠珍;合成孔径雷达图像相干斑抑制算法的研究[D];广西师范大学;2011年
5 孙书进;基于MRF模型和统计建模的SAR图像地物分类方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 贺峥嵘;极化SAR影像特征分析与地物目标分类研究[D];解放军信息工程大学;2011年
7 代大海;POLSAR图像模拟及目标检测与分类方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
8 邢帅;多源遥感影像配准与融合技术的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
9 高明星;基于极化SAR的目标特征提取及其应用[D];清华大学;2004年
10 韩昭颖;多极化合成孔径雷达图像目标检测研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 施云飞;宋千;金添;周智敏;;前视成像雷达图像序列配准算法研究[J];电子与信息学报;2011年06期
2 施云飞;宋千;金添;周智敏;;自适应特征筛选的地雷目标AdaBoost分类器[J];电子与信息学报;2011年08期
3 王鹏宇;周智敏;金添;王玉明;;一种基于特征提取的车载前视步进频率虚拟孔径雷达速度补偿方法[J];电子与信息学报;2011年08期
4 赵国强;李璋峰;孙厚军;吕昕;;基于数字变极化探测系统目标极化散射特性研究[J];电波科学学报;2013年02期
5 朱珍珍;汤广富;程翥;皇甫堪;;基于极化分解的舰船和角反射器鉴别方法[J];舰船电子对抗;2010年06期
6 江平宇;王岩;王焕发;郑镁;;基于赋值型误差传递网络的多工序加工质量预测[J];机械工程学报;2013年06期
7 陈志鹏;薛惠锋;;极化合成孔径雷达图像中的机场检测研究[J];计算机仿真;2013年10期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 刘勇;动态目标极化特性测量与极化雷达抗干扰新方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 陈晓清;激光成像雷达目标识别算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 郭睿;极化SAR处理中若干问题的研究[D];西安电子科技大学;2012年
4 朱劼昊;雷达目标高分辨距离像仿真与识别技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 邓少平;高分辨率极化SAR影像典型线状目标半自动提取[D];武汉大学;2013年
6 魏冬;基于极化信号处理的射频功放能效优化研究[D];北京邮电大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 邱伟;宽带雷达目标极化特征提取与识别研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 杨镭;支持向量机算法设计及在高分辨雷达目标识别中的应用[D];国防科学技术大学;2010年
3 程旭;弹道中段目标极化特性和特征提取研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 刘嵩义;基于匹配追踪和流形学习的雷达目标识别研究[D];南京理工大学;2013年
5 宋慧娟;区域目标快速捕获扫描算法研究[D];西安工业大学;2013年
6 许骏;空中目标识别技术的研究[D];湖北大学;2012年
7 王静;双极化SAR影像分类研究与应用[D];吉林大学;2013年
8 范清;基于多特征融合的极化SAR地物分类方法研究[D];大连海事大学;2013年
9 朱佳文;极化SAR相干斑抑制及其对分类精度的影响研究[D];首都师范大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘秀清,杨震,杨汝良;全极化合成孔径雷达图像极化白化滤波参数估计方法的改进研究[J];电子学报;2003年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘建刚,赵文吉,宫辉力;遥感图像分类方法的研究[J];首都师范大学学报(自然科学版);2004年03期
2 冯霞,黄亚楼;基于压缩直方图的图像分类[J];南京航空航天大学学报;2005年03期
3 孟祥增,杨晓娟;结合主题与内容的Web图象分类[J];山东师范大学学报(自然科学版);2005年04期
4 王一达;沈熙玲;谢炯;;遥感图像分类方法综述[J];遥感信息;2006年05期
5 赵凯;李春平;;一种基于粗糙集的图像分类方法[J];微计算机应用;2007年05期
6 李海峰;杜军平;;颜色特征的图像分类技术研究[J];智能系统学报;2008年02期
7 李含光;吴小季;;基于脊波变换和SVM的MSTAR图像分类[J];武汉理工大学学报;2010年16期
8 刘斌;陆华;刘国涛;;遥感数据的粗糙集表示及分类[J];四川理工学院学报(自然科学版);2011年01期
9 朱义明;;基于Hadoop平台的图像分类[J];西南科技大学学报;2011年02期
10 谭衢霖,邵芸;雷达遥感图像分类新技术发展研究[J];国土资源遥感;2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴霜;张一飞;修非;王大玲;鲍玉斌;于戈;;基于兴趣点特征提取的医学图像分类[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
2 陈思坤;吴洪;;基于图分块并利用空间金字塔的医学图像分类[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
3 万余庆;;高光谱遥感图像分类识别精度比较[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
4 李杰;付萍;刘金国;;基于维数分类的分形图像编码方法[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
5 王海峰;管亮;;基于颜色特征的图像分类技术在油品分析中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
6 潘海为;李建中;张炜;;基于像素聚类的脑部医学图像分类[A];第二十届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2003年
7 耿迅;龚志辉;张春美;;基于第二代小波变换的遥感图像数字水印算法[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
8 李玉峰;郑德权;赵铁军;;基于SVM和多特征融合的图像分类[A];第四届全国信息检索与内容安全学术会议论文集(上)[C];2008年
9 曹三省;李丹;黄祥林;;一种基于贝叶斯分类的图像自动标引系统[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
10 吴楠;李晓曦;宋方敏;;图像挖掘及其在医学图像分类中的应用[A];2006年全国理论计算机科学学术年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 刘杰;民众网络晒照片,博物馆兴趣浓烈[N];中国摄影报;2009年
2 ;尽享极速冲浪快感的 Longator 2004横空出世[N];中国电脑教育报;2004年
3 武德锋 李国辉 林洪文 姚作梁;图像世界任我行[N];计算机世界;2002年
4 乔瑞波;遥感技术在防汛指挥决策中的运用[N];中国水利报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨冰;基于艺术风格的绘画图像分类研究[D];浙江大学;2013年
2 白有茂;基于张量流形学习的图像分类技术研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
3 赵鑫;图像分类中的判别性增强研究[D];中国科学技术大学;2013年
4 贾世杰;基于内容的商品图像分类方法研究[D];大连理工大学;2013年
5 吴丽娜;基于词袋模型的图像分类算法研究[D];北京交通大学;2013年
6 李晓旭;基于概率主题模型的图像分类和标注的研究[D];北京邮电大学;2012年
7 匡金骏;基于稀疏表示的图像分类与目标跟踪研究[D];重庆大学;2013年
8 员永生;基于支持向量机分类的面向对象土地覆被图像分类方法研究[D];西北农林科技大学;2010年
9 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 曾璞;面向语义提取的图像分类关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘彤彦;WWW图像分类方法研究[D];山东师范大学;2004年
2 武京相;融合全局和局部特征的医学图像分类[D];电子科技大学;2010年
3 臧伟;Boosting算法在远程教育分析和图像分类中的应用研究[D];清华大学;2004年
4 贾宁;基于粗糙集的图像分类和检索研究[D];南华大学;2010年
5 高锦;基于SVM的图像分类[D];西北大学;2010年
6 龚建军;无线网络图像检测系统[D];浙江大学;2004年
7 薛长花;基于半监督学习的静态极光图像分类[D];西安电子科技大学;2010年
8 李慧君;基于量子克隆进化算法的BP神经网络POLSAR图像分类[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 柳一鸣;自适应量子行为粒子群算法及其在图像分类中的应用研究[D];浙江大学;2011年
10 王军;粒计算及其在图像分类中的应用研究[D];南昌大学;2007年
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