图像分割

《高分谱遥感图像分割》

实习报告

姓名：孟烈 班级：064131 学号：20131002235 老师：喻鑫 时间：2015/11/19

任务一：基于区域的影像分割处理

利用eCognition软件，处理高空间分辨率影像“or_196532810.tif”。尝试多种分割方 法，对每种方法设置其不同参数，得到不同参数设置下的分割结果。具体要求：

1）每种分割方法不同参数设置情况下，展示其相应的分割结果，包括：整幅影像结果、 至少2种典型地物覆盖的局部影像分割结果。

2）分析各种分割方法的参数设置对分割结果的影响，给出有关结论。

打开易康软件后，会提示两种模式，一种是【Quick Map Mode】，称之为快速制图模式，另一种是【Rule Set Mode】，称之为规则开发模式。前者主要针对于临时使用软件和基于样本影像分析的用户，能够极大地简化工作流程如一些面向对象影像分析基本步骤的限制，但是提供的功能有限，而且不能建立规则集；因此这里选择规则开发模式。

在主界面右边的【Process Tree】里，右键然后选择【Apeend New】，在弹出的【Edit Process】对话框里

1. 棋盘分割——Chessboard Segmentation

棋盘分割是易康软件中一种简单的分割算法，它将一幅影像或一个父级对象分割成许多正方形的小对象。

关键参数：【Object Size】-表示正方形网格的边长，单位是像素

原始图像

格子（50像素*50像素）

格子（100像素*100像素）

2. 四叉树分割——Quadtree-Based Segmentation

四叉树分割也是易康软件中一种简单的分割算法，它将一幅影像或者一个父级对象以四叉树的形式分割成许多正方形的小对象。

关键参数1：【Mode】-Color模式适用于新建一个四叉树分割层；Super Object Form模式适用于在已有的一个分割层上进行四叉树分割，例如在多尺度分割的基础上再进行四叉树分割。

关键参数2：【Scale】-用来决定正方形网格内最大的颜色差异。 关键参数3：【Image Layer weights】-用来决定哪些波段参与【Scale】参数的设定。

原始图像 Color模式/Scale100 Color模式/Scale150

Scale是用来决定正方形网格内最大的颜色差异的参数，值越大差异越大。

3. 多尺度分割-Multiresolution Segmentation

多尺度分割是易康软件中较为常用的一种分割算法，它是一种自下而上（bottom-up）的方法，通过合并相邻的像素或小的分割对象，在保证对象与对象之间平均异质性最小、对象内部像元之间同质性最大的前提下，基于区域合并技术实现影像分割。

关键参数1：【Scale parameter】-是一个抽象术语，没有明确的单位，它用来确定生成的影像对象所允许的最大异质度，值越大则生成的影像对象的尺寸越大，反之则越小。

关键参数2：【Image Layer weights】-用来设置参与分割的波段的权重，好处在于包含影像信息较多的波段或者对当前提取某一类专题信息用处较大的波段可以赋予较大的权重，而其他的无关紧要的波段可以不参与分割或者赋予较小的权重。

关键参数3：【Composition of homogeneity criterion】- 同质性用来表示最小异质性，同

质性由两部分组成，即颜色（光谱）和形状，两者权重之和为1.0，而形状又由光滑度和紧致度来表示，两者权重之和也为1.0，因此颜色和形状可看作“相反值”，光弧度和紧致度也可以看作”相反值“。在实际的分割过程中，颜色和形状的比重通常设置为0.8-0.9/0.2-0.1，如果影像中地类的形状确实能够反映其特点，那么可以适当增加形状的比重，同时减少颜色的比重；平滑度考虑分割对象边缘的平滑程度，紧致度考虑分割对象整体的紧密程度。具体分割过程中，颜色和形状的对分割效果的影响，以及平滑度和紧致度对分割效果的影响，需要由我们自己去试验得到最佳的参数设置；但是这种分割的逐次试验，费时费力，也在一定程度上限制了分割流程（算法选择；参数设置）的普适性。

Scale 60 Scale 100 原始数据

Scale值越大值越大则生成的影像对象的尺寸越大，反之则越小。

4. 光谱差异分割——Spectral Difference Segmentation 光谱差异分割不能基于像素层来创建新的分割层，它仅仅是一种分割优化手段，与上面的三种分割算法不同，它需要在上面三种分割算法得到的分割结果基础上，通过分析相邻分割对象的亮度差异是否满足给定的阈值，来决定是否将对象进行合并。如下图所示，多尺度分割+光谱差异分割，能够将亮度值较为接近的对象合并，减少分割对象的数量，这种方式尤其适合在第一步多尺度分割时，将尺度参数设置的较小，实现对影像的过分割，然后第二步采用光谱差异分割，对过分割的现象进行一定的改善，这样的分割组合方式在文献中出现过多次，与建立多个分割层相比，与手工逐次试验非得要去找到所谓的最佳分割参数设置相比，更适合作为一种技术流程来推广，即普适性相对更高，可推广性相对更强一些。 关键参数1：【Maximum spectral difference 】-该参数表征相邻的分割对象的最大光谱差