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合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天候、全天时、多极化、多波段等特征,被广泛应用于军事和民用领域。因此SAR图像的处理具有重要意义。SAR图像的分类是SAR图像处理的基础。由于成像机理的不同,SAR图像和一般的光学图像有着很大的差别,SAR图像中的大量斑点噪声使得一般的光学图像处理技术不再适用。本文结合图像的多尺度技术和概率图模型理论,以SAR图像分类为目的,对SAR图像进行贝叶斯网络模型、两尺度贝叶斯网络模型建模,并以此为基础进行SAR图像分类方法的研究,并通过实验验证了模型的实效性。具体为:
⑴基于马尔科夫随机场(Markov Random Field,MRF)的SAR图像分类技术。首先根据SAR的成像机理,构造SAR图像的MRF模型;其次用Gibbs随机场的邻域系统求解MRF的先验概率,并将图像分类问题转化成贝叶斯后验概率的估计;然后采用EM算法估计出观察场的参数特征,通过ICM(条件迭代模型)算法进行结构训练,最终求得与观察场相应的标记场的最大后验概率(MAP);最后评价ICM-MRF模型的分类结果。
⑵基于Bayesian网络的SAR图像分类技术。首先引入Bayesian网络分类模型,然后采用EM算法估计出观察场的参数特征,通过信念传播算法(BP算法)得到标记场的最大后验概率(MAP)。最后对BP-BN模型的分类结果进行评价。
⑶基于两尺度Bayesian网络的SAR图像分类技术。首先根据SAR的成像机理,构造了两尺度Bayesian网络模型,其次通过EM算法估计出上下两尺度观察场的参数特征,最后构造树结构的BP递归算法求得细尺度标记场的最大后验概率(MAP)。该模型上下两尺度的邻域系统采用方向对称的方法构造,使得运算时间和分类精度得到改善。最后对两尺度Bayesian网络模型的分类结果进行评价。