区间二型模糊集彩色遥感图像边缘检测方法

Computer Engineering and Applications计算机工程与应用2010，46（2）

1引言

边缘检测是数字图像处理的重要手段，在图像检索和目标识别等领域具有广泛的应用。由红、绿、蓝波段合成的彩色遥感图像能使被摄物体的颜色尽可能如实地显示出来，且比灰度图像提供更多、更丰富的信息[1]。然而传统的边缘检测方法大多是基于灰度的，这对于彩色遥感图像来说，它的颜色信息就没有被有效利用。其次，在深入研究模糊边缘检测算法时发现，由于图像与生俱来的模糊性和一型模糊集隶属度函数的局限性，这使得许多基于一型模糊集的阈值边缘检测方法在很大程度上受到限制。

鉴于二型模糊集（Type-2Fuzzy Sets，T2FS）的隶属度函数是它自身的再次模糊，在信息处理中它比一型模糊集具有更强的不确定性；而国外学者Pal与King提出的模糊边缘检测算法是一种应用广泛的分割算法，该文提出了一种基于PalKing 算法思想和二型模糊集合理论的彩色遥感图像边缘检测方法。该方法首先通过PCA算法提取彩色遥感图像的主分量，然后再根据PalKing算法思想，在二型模糊集下提取图像边缘。最后通过仿真实验与分析，并与传统一型模糊集下的PalKing算法进行比较，表示该算法是一种实用有效的彩色遥感图像边缘检测方法。

2二型模糊理论

由于一型模糊集其隶属度函数是确定的，不具有柔性，因而无论采用什么样的隶属度函数和算法，很难使不确定性的影响最小化。在实际应用中，由于隶属度函数往往是专家根据他们的直觉经验定义的，具有很大的主观性，因而针对同一问题，不同的模糊处理技术的主要差别在于所定义的隶属度函数不同[2]。针对上述问题，Zadeh提出了一种推广的模糊集，即二型模糊集。在二型模糊集中，不仅元素的隶属关系是模糊的，隶属度函数本身也是不确定的、模糊的。也即二型模糊集不仅能描述元素的不确定性，也能够描述模糊隶属度函数的不确定性。

定义1二型模糊集A軒的一般定义如下：

A軒={（（x，u），μ

A軒

（x，u））|坌x∈X，坌u∈J

x

哿[0，1]}（1）

其中，μ

A軒

（x，u）表示二型隶属度函数，它的取值范围为[0,1]，J

x 表示主隶属度函数（primary membership function），当x=x′时，μ

A軒

（x′，u）表示次隶属度函数（secondary membership function）。

然而，相对于普通的一型模糊集而言，二型模糊集更复杂、运算量更大，以及次隶属度函数不好选择等原因，实际应用中经常使用的是一种称简化的二型模糊集——

—区间二型模糊集（Interval Type-2Fuzzy Set，IT2FS）[3]。在此类模糊集合中，元素

区间二型模糊集彩色遥感图像边缘检测方法

汪林林，唐在金

WANG Lin-lin，TANG Zai-jin

重庆邮电大学计算机学院，重庆400065

Department of Computer Science and Technology，Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing400065，China E-mail：azuresky168@

WANG Lin-lin，TANG Zai-jin.Color remote sensing image edge detection using interval type-2fuzzy puter En－gineering and Applications，2010，46（2）：138-140.

Abstract：For the type-1fuzzy set’s membership function is crisp and unflexible，and it is difficult to meet many of the edge detection requires.And the traditional PalKing methods using a single threshold image enhanced don’t meet with gray-rich changes and a great deal of information，the color remote sensing image processing.A new method color remote sensing image edge detection using IT2FS is proposed.The results show that it can better detect the edge of color remote sensing images，so it is a practical and effective remote sensing of color edge detection method.

Key words：color remote sensing image；edge detection；interval type-2fuzzy sets；PalKing algorithm

摘要：针对一型模糊集其隶属度函数是确定的，不具有柔性，很难满足图像的多方面边缘检测要求，及传统PalKing算法采用单一阈值对图像进行增强难以满足灰度变化丰富且含大量信息的彩色遥感图像处理的要求。提出了一种新的基于区间二型模糊集的彩色遥感图像边缘检测方法。实验结果表明，它能较好地检测出彩色遥感图像边缘，因此是一种实用有效的彩色遥感图像边缘检测方法。

关键词：彩色遥感图像；边缘检测；区间二型模糊集；PalKing算法

DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2010.02.042文章编号：1002－8331（2010）02-0138-03文献标识码：A中图分类号：TP391.41

基金项目：重庆市科委自然科学基金计划资助项目（the Natural Science Foundation Project of CQ No.CSTC：2007BB2392）。

作者简介：汪林林（1945-），男，教授，主要研究方向：数据挖掘、图像处理、网络安全；唐在金（1984-），男，研究生，主要研究方向：彩色图像边缘检测。收稿日期：2009-01-12修回日期：2009-03-13

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