專利名稱：基于空間貼近度和像素相似性的sar圖像變化檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及SAR圖像變化檢測，可以用來解決SAR圖像變化檢測領(lǐng)域中檢測精度不高的問題，適用對多種復(fù)雜SAR圖像提高SAR圖像變化檢測的精度。
背景技術(shù)：
合成孔徑雷達SAR是現(xiàn)代遙感領(lǐng)域的一項突破性技術(shù)，成為獲取信息的一個重要手段。隨著SAR技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，及SAR系統(tǒng)的分辨率的不斷提高，使得SAR系統(tǒng)具有了全天候、全天時及覆蓋面積大等優(yōu)點。不同時間同一場景的SAR圖像的獲得，使得通過 SAR圖像變化檢測技術(shù)提供目標(biāo)與場景實時動態(tài)信息成為可能。SAR圖像變化檢測是遙感技術(shù)的主要應(yīng)用之一。通過對不同時間同一場景的各種圖像進行對比分析，根據(jù)圖像之間的差異來得到人們所需要的地物或目標(biāo)的變化信息。變化檢測技術(shù)可以檢測出不同時期圖像灰度值或局部紋理之間的變化，在此基礎(chǔ)上獲得需要的目標(biāo)在形狀、位置、數(shù)量、及其它屬性的變化情況。然而，SAR圖像在具有上述優(yōu)點的同時，斑點噪聲影響是其應(yīng)用的一個主要瓶頸， 如何從SAR圖像自身特點出發(fā)，有效抑制斑點噪聲是SAR圖像實際應(yīng)用中必須考慮的一個問題。隨著計算機和遙感成像技術(shù)的不斷發(fā)展，SAR圖像變化檢測技術(shù)也在不斷提高和改進中，在各國學(xué)者的努力下提出了以下幾種經(jīng)典的變化檢測算法圖像差值法其主要過程是將兩幅不同時間相同地域的SAR圖像對應(yīng)像素的灰度值相減得到差異影像圖。理論上，在得到的差值圖像上，差值為0或接近0的認為是不變區(qū)域，不為0的認為是變化區(qū)域。這種方法的優(yōu)點在于理論相對簡單，容易理解和掌握。但是缺點也比較明顯，由于該方法主要通過分析地物光譜值改變的灰度差值圖像來實現(xiàn)變化檢測，但在某些情況下，僅僅利用光譜特征的差值圖像難以實現(xiàn)地物的變化檢測，易產(chǎn)生“偽變化”信息，這樣會使得檢測結(jié)果的錯誤率表較高。圖像比值法其主要過程是計算兩幅不同時間相同地域的SAR圖像對應(yīng)像素灰度值的比值以得到差異影像圖，其中像素比值為1或近似于1的認為是未發(fā)生變化的區(qū)域，反之，遠大于或遠小于1的認為是發(fā)生變化的區(qū)域。該方法雖然可以克服乘性噪聲的干擾，但該方法沒有考慮鄰域信息，使得檢測錯誤率高。分類后比較法其主要過程是采用相同的分類體系分別對兩幅不同時間相同地域的SAR圖像進行獨立的分類，然后比較分類結(jié)果，從中提取變化信息。如果對應(yīng)像素的分類類別相同，則認為該像素沒有發(fā)生變化，反之，發(fā)生了變化。該方法雖然可以回避所用多時相遙感圖像數(shù)據(jù)應(yīng)獲取環(huán)境條件不同和傳感器不同所帶來的輻射歸一化問題，并可直接獲取變化的類型，數(shù)量，位置。但卻存在著工作量很大，精度低的缺陷。上面幾種方法是較為常用的變化檢測方法，另外還有變化向量分析法，主分量分析法等等。但是這些方法均受SAR圖像斑點噪聲影響較大，必須預(yù)先對兩時相SAR圖像進行濾波去噪，這樣就有可能對原始圖像數(shù)據(jù)進行改變，另外這些方法構(gòu)造的差異影像圖中變化類與非變化類區(qū)別都不夠明顯，使分割后檢測精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術(shù)的不足，提出了一種基于空間貼近度和像素相似性的SAR圖像變化檢測方法，以克服現(xiàn)有方法的檢測錯誤率高檢測精度低的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是基于空間貼近度和像素相似性的原理，結(jié)合了比值方法與均值比值方法的優(yōu)點，提出了一種雙邊相似性構(gòu)造差異影像圖的方法，根據(jù)雙邊相似性構(gòu)造同一區(qū)域不同時間的兩幅SAR圖像的差異影像圖DI，再利用KI閾值得到變化檢測結(jié)果圖。其具體實現(xiàn)步驟如下(1)對同一區(qū)域不同時間的兩幅SAR圖像A和B進行幾何校正和配準(zhǔn)；(2)對校正和配準(zhǔn)后的兩幅SAR圖像A和B構(gòu)造差異影像圖DI 2a)取SAR圖像A在位置(i，j)上的像素灰度值鄰域集合y' ^i, j)和SAR圖像 B在位置(i，j)上的像素灰度值鄰域集合y' 2(i，j)
權(quán)利要求
1.一種基于空間貼近度和像素相似性的SAR圖像變化檢測方法，包括如下步驟(1)對同一區(qū)域不同時間的兩幅SAR圖像A和B進行幾何校正和配準(zhǔn)；(2)對校正和配準(zhǔn)后的兩幅SAR圖像A和B構(gòu)造差異影像圖DI2a)取SAR圖像A在位置(i，j)上的像素灰度值鄰域集合y'工(i,j)和SAR圖像B在位置(i，j)上的像素灰度值鄰域集合y' 2(i，j)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAR圖像變化檢測方法，其中步驟(3)所述的對差異影像圖 DI進行閾值處理，采用KI閾值方法進行，其步驟如下3a)設(shè)差異影像圖DI的像素灰度值為0到L-I級，差異影像圖上的變化類W。和非變化類wu，像素灰度值&的像素個數(shù)為 ，此時得到的像素總數(shù)為〃 =￡、，各像素灰度值概
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAR圖像變化檢測方法，其中步驟(3)所述的對差異影像圖 DI進行閾值處理，進一步采用Ostu閾值方法進行，其步驟如下3. 1)設(shè)差異影像圖DI的灰度值為0到L-I級，像素灰度值i的像素個數(shù)為叫，此時得到的像素總數(shù)為W = Ση,，各值概率為A = ，然后用閾值T將其分成兩組，其中第一組Ctl =1=0Al{0 Τ-1}，第二組 C1 = {Τ L-1}；3. 2)計算第一組Ctl產(chǎn)生的概率W0和平均值
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于空間貼近度和像素相似性的SAR圖像變化檢測方法，屬于SAR圖像變化檢測領(lǐng)域。其實現(xiàn)過程為首先，對同一地區(qū)不同時間的兩幅SAR圖像進行幾何校正和配準(zhǔn)；其次，運用雙邊相似性構(gòu)造差異影像圖，最后，利用閾值方法對差異影像圖進行閾值處理，得到變化檢測結(jié)果圖。本發(fā)明通過空間貼近度和像素相似性的差異影像圖構(gòu)造方法解決了SAR圖像變化檢測的差異影像圖構(gòu)造受SAR圖像斑點噪聲影響嚴重的問題，從而提高了變化檢測的精度，本發(fā)明可用于環(huán)境監(jiān)控，農(nóng)業(yè)研究，城市區(qū)域研究，森林監(jiān)控等領(lǐng)域。
文檔編號G06T7/00GK102360503SQ20111030299
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者付磊, 公茂果, 尚榮華, 李陽陽, 焦李成, 王爽, 馬文萍, 馬晶晶 申請人:西安電子科技大學(xué)