专利名称：基于空间贴近度和像素相似性的sar图像变化检测方法
技术领域：
本发明属于图像处理技术领域，涉及SAR图像变化检测，可以用来解决SAR图像变化检测领域中检测精度不高的问题，适用对多种复杂SAR图像提高SAR图像变化检测的精度。
背景技术：
合成孔径雷达SAR是现代遥感领域的一项突破性技术，成为获取信息的一个重要手段。随着SAR技术的不断发展和成熟，及SAR系统的分辨率的不断提高，使得SAR系统具有了全天候、全天时及覆盖面积大等优点。不同时间同一场景的SAR图像的获得，使得通过 SAR图像变化检测技术提供目标与场景实时动态信息成为可能。SAR图像变化检测是遥感技术的主要应用之一。通过对不同时间同一场景的各种图像进行对比分析，根据图像之间的差异来得到人们所需要的地物或目标的变化信息。变化检测技术可以检测出不同时期图像灰度值或局部纹理之间的变化，在此基础上获得需要的目标在形状、位置、数量、及其它属性的变化情况。然而，SAR图像在具有上述优点的同时，斑点噪声影响是其应用的一个主要瓶颈， 如何从SAR图像自身特点出发，有效抑制斑点噪声是SAR图像实际应用中必须考虑的一个问题。随着计算机和遥感成像技术的不断发展，SAR图像变化检测技术也在不断提高和改进中，在各国学者的努力下提出了以下几种经典的变化检测算法图像差值法其主要过程是将两幅不同时间相同地域的SAR图像对应像素的灰度值相减得到差异影像图。理论上，在得到的差值图像上，差值为0或接近0的认为是不变区域，不为0的认为是变化区域。这种方法的优点在于理论相对简单，容易理解和掌握。但是缺点也比较明显，由于该方法主要通过分析地物光谱值改变的灰度差值图像来实现变化检测，但在某些情况下，仅仅利用光谱特征的差值图像难以实现地物的变化检测，易产生“伪变化”信息，这样会使得检测结果的错误率表较高。图像比值法其主要过程是计算两幅不同时间相同地域的SAR图像对应像素灰度值的比值以得到差异影像图，其中像素比值为1或近似于1的认为是未发生变化的区域，反之，远大于或远小于1的认为是发生变化的区域。该方法虽然可以克服乘性噪声的干扰，但该方法没有考虑邻域信息，使得检测错误率高。分类后比较法其主要过程是采用相同的分类体系分别对两幅不同时间相同地域的SAR图像进行独立的分类，然后比较分类结果，从中提取变化信息。如果对应像素的分类类别相同，则认为该像素没有发生变化，反之，发生了变化。该方法虽然可以回避所用多时相遥感图像数据应获取环境条件不同和传感器不同所带来的辐射归一化问题，并可直接获取变化的类型，数量，位置。但却存在着工作量很大，精度低的缺陷。上面几种方法是较为常用的变化检测方法，另外还有变化向量分析法，主分量分析法等等。但是这些方法均受SAR图像斑点噪声影响较大，必须预先对两时相SAR图像进行滤波去噪，这样就有可能对原始图像数据进行改变，另外这些方法构造的差异影像图中变化类与非变化类区别都不够明显，使分割后检测精度不高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种基于空间贴近度和像素相似性的SAR图像变化检测方法，以克服现有方法的检测错误率高检测精度低的问题。本发明的技术方案是基于空间贴近度和像素相似性的原理，结合了比值方法与均值比值方法的优点，提出了一种双边相似性构造差异影像图的方法，根据双边相似性构造同一区域不同时间的两幅SAR图像的差异影像图DI，再利用KI阈值得到变化检测结果图。其具体实现步骤如下(1)对同一区域不同时间的两幅SAR图像A和B进行几何校正和配准；(2)对校正和配准后的两幅SAR图像A和B构造差异影像图DI 2a)取SAR图像A在位置(i，j)上的像素灰度值邻域集合y' ^i, j)和SAR图像 B在位置(i，j)上的像素灰度值邻域集合y' 2(i，j)
权利要求
1.一种基于空间贴近度和像素相似性的SAR图像变化检测方法，包括如下步骤(1)对同一区域不同时间的两幅SAR图像A和B进行几何校正和配准；(2)对校正和配准后的两幅SAR图像A和B构造差异影像图DI2a)取SAR图像A在位置(i，j)上的像素灰度值邻域集合y'工(i,j)和SAR图像B在位置(i，j)上的像素灰度值邻域集合y' 2(i，j)
2.根据权利要求1所述的SAR图像变化检测方法，其中步骤(3)所述的对差异影像图 DI进行阈值处理，采用KI阈值方法进行，其步骤如下3a)设差异影像图DI的像素灰度值为0到L-I级，差异影像图上的变化类W。和非变化类wu，像素灰度值&的像素个数为 ，此时得到的像素总数为〃 =￡、，各像素灰度值概
3.根据权利要求1所述的SAR图像变化检测方法，其中步骤(3)所述的对差异影像图 DI进行阈值处理，进一步采用Ostu阈值方法进行，其步骤如下3. 1)设差异影像图DI的灰度值为0到L-I级，像素灰度值i的像素个数为叫，此时得到的像素总数为W = Ση,，各值概率为A = ，然后用阈值T将其分成两组，其中第一组Ctl =1=0Al{0 Τ-1}，第二组 C1 = {Τ L-1}；3. 2)计算第一组Ctl产生的概率W0和平均值
全文摘要
本发明公开了一种基于空间贴近度和像素相似性的SAR图像变化检测方法，属于SAR图像变化检测领域。其实现过程为首先，对同一地区不同时间的两幅SAR图像进行几何校正和配准；其次，运用双边相似性构造差异影像图，最后，利用阈值方法对差异影像图进行阈值处理，得到变化检测结果图。本发明通过空间贴近度和像素相似性的差异影像图构造方法解决了SAR图像变化检测的差异影像图构造受SAR图像斑点噪声影响严重的问题，从而提高了变化检测的精度，本发明可用于环境监控，农业研究，城市区域研究，森林监控等领域。
文档编号G06T7/00GK102360503SQ20111030299
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者付磊, 公茂果, 尚荣华, 李阳阳, 焦李成, 王爽, 马文萍, 马晶晶 申请人:西安电子科技大学