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

摘要:MRF模型成功的用于SAR图像分割,因为它在先验模型中,具有优秀的抓取局部上下文信息的能力。然而,在抓取上下文信息的时候,几何结构常常被忽视。因此,本文提出新的SAR分割方法,基于sketching model和高阶邻域MRF。在这个方法中,sketching modle被利用来表达SAR图像的几何结构。同时,高阶邻域被构建去获取更高的先验。然后根据高阶邻域的结构波动,同质区域和异质区域被判别开。最后,在先验模型中,局部能量函数被构建在高阶邻域中,with不同的特征。特别是,能量函数考虑到标签的一致性和聚焦结构的保持,分别在同质区域的邻域和异质区域的邻域。在这种方法下,先验模型的能力被提高,通过添加几何结构到能量函数中。

S = {1,2,...,n}整张图所有点的位置,L = {1,2,...k},k是类别数。Y是观测场或特征场,X是标记场。

后验概率 p(x|y) = p(y|x)*p(x)/p(y) 近似于下式:

p(x)是先验概率,p(y|x)是似然概率。根据最大后验概率估计(MAP)准则,像素label表述如下:

先验概率描述邻域label之间的交互

其中,u(xs)是能量函数。根据之前的讨论和本文的启发,能量函数考虑label的一致性和同质区域,异质区域结构保留的设计。我们定义局部能量函数

其中u0和u1是同质区域和异质区域的局部能量函数。

匀质区域,像素更可能属于同一类,意味着标签一致性是核心工作。高阶邻域可以更好的抑制相干斑噪声,局部能量函数定义为:

即如果xs = xi,则惩罚为-β;xs ≠ xi,则惩罚为β。

异质区域,意味着邻域像素属于不同类别,邻域像素不完全属于同一类。我们在邻域使用相似性去测量复杂的关系,规则定义如下:如果周围的像素和中心像素有高的相似性,他们属于同一类。剩下的邻域属于不同类。

hs是与中心像素点有高的相似性,ls是与中心像素点有低的相似性。

,T是门限值,通过Otsu’s方法获得。

似然概率采用Nakagami 分布

 

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