طبقه‌بندی مکانی-طیفی تصاویر چندطیفی مبتنی بر خوشه‌بندی بیشینه‌سازی انتظار بهبود یافته

نویسندگان

1 استاد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس، دکترای مخابرات

2 دانشجوی دکتری مهندسی برق، دانشگاه علوم و تحقیقات تهران

چکیده

امروزه، با افزایش دقت مکانی تصاویر سنجش از راه دور، امکان بکارگیری اطلاعات مکانی در فرآیند طبقه‌بندی وجود دارد. این امر منجر به افزایش دقت طبقه‌بندی تصاویر چندطیفی می‌گردد. یکی از روش‌های گنجاندن اطلاعات مکانی در طبقه‌بندی، بخش‌بندی بدون نظارت تصویر است که می‌تواند از طریق خوشه‌بندی بیشینه‌سازی انتظار (EM) و تخصیص برچسب به اجزای متصل انجام شود. اما EM همواره در معرض خطر قرار گرفتن در بهینه محلی قرار دارد. بنابراین در این مقاله، روش جدیدی به منظور بهبود روش خوشه‌بندی EM مطرح شده است که علاوه بر حل مشکل مذکور، دارای کارایی بهتری در طبقه‌بندی تصاویر چندطیفی می‌باشد. در این مقاله، پس از اعمال کاهش بعد LPP و کاهش باندهای طیفی، نتایج طبقه‌بند مبتنی بر پیکسل و نقشه بخش‌بندی بدست آمده از روش ارائه شده، با استفاده از آرای اکثریت ترکیب می‌شوند تا طبقه‌بند مکانی-طیفی شکل بگیرد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که طبقه‌بند مکانی-طیفی ارائه شده منجر به بهبود قابل ملاحظه‌ای در دقت و اعتبار طبقه‌بندی تصاویر چندطیفی F210، نسبت به طبقه‌بند مبتنی بر پیکسل شده است بطوریکه می‌تواند این تصاویر را با دقت %68/88 و اعتبار %8/80 طبقه‌بندی نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spectral-Spatial Classification of Multi-spectral Images Based on Improved EM Clustering Technique

نویسندگان [English]

  • محمد حسن قاسمیان یزدی 1
  • فرشته پورآهنگریان 2
چکیده [English]

By increasing spatial resolution of remote sensing images, it is possible to apply spatial information in the classification. This leads to improve the accuracy of multi-spectral images classification. One of the methods for incorporation spatial information is un-supervised segmentation which can be implemented through Expectation Maximization(EM) clustering and connected-component labeling. But this clustering method which always is trapped in local optimum. Therefore, a new algorithm is proposed that can solve the mentioned problem and has better performance in multi-spectral images classification. In order to form a spatial-spectral classifier, first a pixel-wised classifier is applied. Then, after using the LPP approach for dimension reduction, the results of pixel -wised classifier and segmentation map, obtained from proposed method, are combined via majority voting. The results of simulation indicate that the presented spectral-spatial classifier leads to so considerable improvement that the accuracy and validity of classification have reached to 88.68% and 80.8%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • EM Clustering
  • Segmentation
  • LPP
  • Pixel-Wised Classifier
  • Spatial-Spectral Classification