1.基于局部密度聚类的雷达目标散射中心区域分割方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:对SAR雷达图像进行Frost滤波,实现图像全局噪声抑制;
步骤2:基于水平集方法LSM进行图像分割,初步获取疑似目标ROI区域;
步骤3:采用面积滤波,保留最大连通域去除干扰目标,得到目标ROI区域;
步骤4:利用局部密度聚类LDC算法检测散射中心并进行区域分割;
所述步骤1具体如下:
设SAR雷达图像是一个平稳过程且斑点噪声是乘性噪声,其数学模型为:S(i,j)=S0(i,j)·N0(i,j);
式中,S(i,j)为观测到的图像;S0(i,j)为不含噪声的图像;N0(i,j)表示斑点噪声;
在滤波窗口Skl大小为(2N+1)×(2N+1)时,Frost滤波结果为:Dkl是窗口内像素(k,l)与(i,j)的欧式距离:Ui,j代表滤波窗口Skl内所有像素灰度值的均值:Vi,j代表滤波窗口Skl内所有像素灰度值的方差:其中,(2N+1)为滤波窗口的长度或宽度,ρ为微调因子;k,l,i,j分别表示图像像素的索引;
所述步骤2中,水平集方法LSM具体如下:
图像被分为目标区域和背景区域两类分片光滑的同质区域;设图像F(x,y)∈Ω,待处理区域Ω内部的闭合轮廓曲线C将Ω分为目标区域Ωin和背景区域Ωout两部分,目标区域Ωin和背景区域Ωout的平均灰度值分别为μin和μout,则能量函数为:其中,x,y为图像像素的索引;α,β>0,γ≥0分别为加权系数;LC为闭合轮廓曲线C的长度;能量函数前两项为保真项,当闭合轮廓曲线C收敛于目标边界时,及实现目标与背景的分离,能够得到这两项的最小值;第三项为正则约束项,确保演化曲线平滑。
2.根据权利要求1所述基于局部密度聚类的雷达目标散射中心区域分割方法,其特征在于:所述步骤3中,利用灰度阈值L对灰度图像T1进行二值化,得到二值化图像T2计算公式如下:其中,T1(i,j)表示图像T1的像素值;T2(i,j)表示图像T2的像素值;i,j表示图像像素的索引;max(T1(i,j))表示T1(i,j)的最大值,min(T1(i,j))表示T1(i,j)的最大值;
连通区域是由具有相同像素值的相邻像素组成像素集合,连通域提取是在二值化图像中寻找连通区域,并赋予每个连通域唯一的标识,然后根据需求保留需要的连通域,其余部分置零。
3.根据权利要求1所述基于局部密度聚类的雷达目标散射中心区域分割方法,其特征在于:所述步骤4包括如下步骤:步骤4.1:首先,计算每个点的三个参数:局部密度ρ、距离σ和梯度对于第i个数据点pi的局部密度ρi定义为:
对于第i个数据点pi的距离σi定义为:
对于第i个数据点pi的梯度 定义为:
其中,dc表示截止距离,dij表示第i个数据点pi和第j个数据点pj之间的欧式距离,Ij表示数据点pj处的强度;
步骤4.2:计算完三个参数后,将距离σ与密度ρ之间的关系绘制成图,称为决策图,决策图能够直观反映距离σ与密度ρ之间的关系,具有较高密度ρ和较大距离σ的数据点是聚类中心,因此根据决策图能够确定聚类中心的位置和数量;
步骤4.3:然后,根据密度ρ和梯度 能够将非聚类中心点划分到距离该点最近的聚类中心中,从而确定单个散射中心Ck的区域;
其中: 表示散射中心区域Ck中的第j个点;ρj表示第j的数据点pj的密度; 是散射中心区域Ck的平均密度; 表示第j的数据点pj的梯度;nk是散射中心区域Ck中数据点的总数;
是LDC算法的超参数。