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MRF——Sketching Model and Higher Order Neighborhood Markov Random Field-Based SAR Image Segmentation

摘要:MRF模型成功的用於SAR影象分割,因為它在先驗模型中,具有優秀的抓取區域性上下文資訊的能力。然而,在抓取上下文資訊的時候,幾何結構常常被忽視。因此,本文提出新的SAR分割方法,基於sketching model和高階鄰域MRF。在這個方法中,sketching modle被利用來表達SAR影象的幾何結構。同時,高階鄰域被構建去獲取更高的先驗。然後根據高階鄰域的結構波動,同質區域和異質區域被判別開。最後,在先驗模型中,區域性能量函式被構建在高階鄰域中,with不同的特徵。特別是,能量函式考慮到標籤的一致性和聚焦結構的保持,分別在同質區域的鄰域和異質區域的鄰域。在這種方法下,先驗模型的能力被提高,通過新增幾何結構到能量函式中。

S = {1,2,...,n}整張圖所有點的位置,L = {1,2,...k},k是類別數。Y是觀測場或特徵場,X是標記場。

後驗概率 p(x|y) = p(y|x)*p(x)/p(y) 近似於下式:

p(x)是先驗概率,p(y|x)是似然概率。根據最大後驗概率估計(MAP)準則,畫素label表述如下:

先驗概率描述鄰域label之間的互動

其中,u(xs)是能量函式。根據之前的討論和本文的啟發,能量函式考慮label的一致性和同質區域,異質區域結構保留的設計。我們定義區域性能量函式

其中u0和u1是同質區域和異質區域的區域性能量函式。

勻質區域,畫素更可能屬於同一類,意味著標籤一致性是核心工作。高階鄰域可以更好的抑制相干斑噪聲,區域性能量函式定義為:

即如果xs = xi,則懲罰為-β;xs ≠ xi,則懲罰為β。

異質區域,意味著鄰域畫素屬於不同類別,鄰域畫素不完全屬於同一類。我們在鄰域使用相似性去測量複雜的關係,規則定義如下:如果周圍的畫素和中心畫素有高的相似性,他們屬於同一類。剩下的鄰域屬於不同類。

hs是與中心畫素點有高的相似性,ls是與中心畫素點有低的相似性。

,T是門限值,通過Otsu’s方法獲得。

似然概率採用Nakagami 分佈