تعیین تعداد مناسب خوشه ها با استفاده از ترکیب الگوریتم های فازی برای خوشه بندی تصاویر ابرطیفی

نویسندگان

1 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان/کارشناسی ارشد

2 دانشگاه خلیج فارس، گروه مهندسی برق، دکترای برق

چکیده

خوشه بندی تصاویر ابرطیفی به ازای تعداد مناسبی از خوشه ها، به دلیل حجم زیاد اطلاعات و میزان نویز بالا در آنها، کار مشکلی است. روش پیشنهادی در این مقاله، ترکیبی از الگوریتم های خوشه بندی فازی است که تعداد بهینه ای از خوشه ها را به همراه تصویر خوشه بندی شده ارائه می دهد. روش مذکور بر اساس یک روش سلسه مراتبی و با استفاده از سه الگوریتم فازی FCM، G-K وزن دار و MCV عمل می کند. از این رو، شکل های مختلف خوشه ها شناسایی شده و مجموع حجم یکایک خوشه ها نیز حداقل می شود. هر یک از خوشه ها با توجه به شرط پیشنهادی، مرحله به مرحله تجزیه می شوند تا یک تعداد مناسب از خوشه ها به دست آید. در نهایت، برای کاهش پیکسل های پراکنده موجود در تصویر خوشه بندی، از فیلتر میانه با انتخاب پنجره ی مناسب استفاده شده است. پس از پیاده سازی روش پیشنهادی بر روی دو تصویر ابرطیفی مختلف و بکارگیری پارامترهای ارزیابی خوشه، مقادیر مناسب تری از این پارامترها برای این روش نسبت به سایر روش های فازی به دست آمده است که نشان می دهد روش پیشنهادی، خوشه بندی موثری ارائه نموده و از طرفی، پیکسل های پراکنده کمتری در تصویر خوشه بندی وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determine the Appropriate Number of Clusters Using the Combination of Fuzzy Algorithms For Hyperspectral Images Clustering

نویسندگان [English]

  • محسن حامد 1
  • احمد کشاورز 2
چکیده [English]

Hyperspectral images clustering, for the appropriate number of clusters, due to their high volume and high noise level is a difficult matter. The proposed method in this paper is a composition of fuzzy clustering algorithms that offers the optimal number of clusters along with the clustered image. The method is based on a hierarchical approach and acts using three fuzzy algorithms FCM, weighted G-K and MCV. Hence, the different shapes of clusters are identified and the sum volume of every cluster is minimum. Each of the clusters according to the proposed condition are separated as step to step, until the appropriate number of clusters are obtained. After implementing the proposed approach on two different hyperspectral images and use of cluster validity parameters, more appropriate values of these parameters is obtained for this method than other fuzzy methods. Finally, a good clustering can be obtained by determining the number of clusters. The results of the cluster assessment such as partition coefficient show that the proposed method, less scattered examples is presented in the clustered image, on the other hand, similarity the samples in each cluster is considerable than other methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • G-K
  • Hyperspectral images
  • Fuzzy Clustering
  • MCV
  • FCM