基于随机投影和谱聚类的sar图像地物分割方法研究

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1、代号10701学号1102121279分类号TP751公开密级UDC编号题（中、英文）目基于随机投影和谱聚类的SAR图像地物分割方法研究SARImageSegmentationBasedonRandomProjectionandSpectralClustering作者姓名贾一凡焦李成教授 学校指导教师姓名职称工程领域电子与通信工程企业指导教师姓名职称王晓华高工论文类型应用基础技术提交论文日期二〇一四年一月万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以

2、标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期:西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同

3、时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期:导师签名：日期:万方数据摘要I摘要合成孔径雷达（SAR）是一个相干系统，它可以产生高分辨率图像。并且由于其具有全天时、全天候、多波段、多极化工作方式及可变侧视角、穿透能力强等优势，能对接收到的连续不间断信号的幅值和相位进行相应处理，随之产生遥感图像。SAR图像的特征决定了它应用的广泛性，不论在工业、民用或者军事上都有十分广泛的用途；但同时也造成了对于SAR图像在处理和解译时的多样性和复杂性：同时兼具光学图像的几何特征和

4、电磁特征，但却很难像光学图像那样直观清晰，便于边缘检测。虽然在发达国家，对于SAR图像的应用研究已经取得了很大的突破，但由于实际生活对于图像处理实时性的高要求，使得运算代价较高，要求非常大容量的存储器。本文以SAR图像地物分割应用为背景，在了解SAR图像分割方法的基础上，通过将改进的谱聚类方法与随机投影等方法相结合，成功运用于SAR图像地物分割中。本文主要工作概况如下：⑴提出了一种基于随机投影和改进谱聚类的SAR图像地物分割方法。将一维随机投影运用于对数据的简化降维中，进而运用改进测度的半监督的谱聚类中对图像进行地物分割。实验结果表明，该方法取得了较好的分割结果。⑵提出了一种基于二维随机投

5、影、小波包和谱聚类的SAR图像地物分割方法。将二维随机观测运用于对数据的简化降维中，使得观测不能改变图像的结构，进而将结果运用于小波包分解；同时将原始数据集经过灰度共生矩阵提取特征，将分解结果和灰度共生矩阵提取特征结合，运用Nystrom谱聚类进行分割。实验结果表明，该方法能在减少计算复杂度的基础上分割较大图像，并且取得了较好的分割效果。⑶提出了一种基于随机投影、正交保持投影和谱聚类的SAR地物分割方法。将随机投影运用于对数据的简化降维中，并对结果分别用PCA和正交保持投影提取特征，然后运用Nystrom谱聚类进行分割。实验结果表明，该方法执行率较高，并取得了较好的分割效果。本文工作得到了

6、国家自然科学基金（No.61271302,61072106,61173090,61173092）、新世纪优秀人才支持计划（No.NCET-10-0666）和973项目（No.2013CB329402）的资助。关键字：SAR图像地物分割随机投影谱聚类Nystrom小波包万方数据AbstractIIIAbstractSyntheticApertureRadar(SAR)isacoherentsystemthatcanproducehigh-resolutionimages.Andbecauseofitsall-time,all-weather,multi-band,multi-polariza

7、tionandvariableworksideperspective,penetrationabilityandotheradvantages,canbereceiveduninterruptedsignalamplitudeandphasedealtwithaccordingly,withthethegenerationofremotesensingimages.SARimagecharacteristicsdeter