譜聚類的sar圖像變化檢測方法
2023-04-23 07:19:56 2
專利名稱：譜聚類的sar圖像變化檢測方法
技術領域：
本發明屬於圖像處理領域，涉及一種譜聚類的變化檢測方法。該方法可用於從不同時間獲取的同一地理區域的多時相遙感影像中，定性或定量地分析和確定地表變化特徵和過程，得到我們所需要的地物變化信息的問題。
背景技術：
現代遙感技術的飛速發展為變化檢測提供了一種便捷的途徑，遙感數據成為變化檢測的主要數據源，這就對現有的遙感圖像變化檢測技術提出了新的挑戰。合成孔徑雷達 SAR是遙感檢測的一種雷達，他具有全天時檢測地貌的優點，而不受天氣影響。近年逐出現了許多種多時相SAR變化檢測方法，最常用的SAR圖像變化檢測技術由兩步組成首先對多時相SAR圖像構造差分圖，然後在差分圖基礎上提取變化區域。其中對多時相SAR圖像構造差分圖是變化檢測的一個關鍵問題，目前構造差分圖的傳統方法包括影像差值法、影像比值法和變化向量分析法等，這些方法的不足是沒有考慮多時相圖像之間的相關性，再加上SAR圖像受斑點噪聲影響，因此不能很好的抑制斑點噪聲， 從而降低了在差分圖的基礎上提取變化區域的準確率。在差分圖的基礎上提取變化區域是變化檢測的另一個關鍵問題，傳統的在差分圖的基礎上提取變化區域的算法是在差分圖上確定變化閾值來提取差分圖的變化區域。然而變化閾值如何確定一直沒有好的方法解決，現有在差分圖基礎上確定閾值來提取變化區域的算法，包括 Nakagami-Ratio GKIT, Log-Normal GKIT 和 1Weibull-Iiatio GKIT ；這三種方法分別利用Nakagami-Gamma，Weibull和log-normal三種模型來選取最優變化閾值，理論上使得變化檢測的總體錯誤率達到最低；這三種方法的缺陷在於都是假定差分圖近似服從高斯分布，但是由於實際地物光譜特徵的複雜性，用單一的高斯分布模型，會產生較大的偏差，得到錯誤的變化檢測結果。
發明內容
本發明的目的在於克服上述已有技術的不足，提出一種譜聚類的變化檢測方法， 以抑制斑點噪聲，提高變化檢測的準確率。本發明的技術方案是先選擇一組常用於SAR圖像變化檢測精度評價的SAR圖像數據作為實驗數據，具體步驟包括如下(1)選擇同一場景中大小相同，時段不同的兩幅SAR圖像T1和T2作為測試圖像；(2)使用差值方法構造兩幅測試圖像T1和T2的差分子圖D1 D1 = 255-1 T1-T21，(3)使用領域比值法構造兩幅測試圖像T1和T2的差分子圖D2 3a)分別取得兩幅測試圖像在同一位置χ上的像素值鄰域集合S1(X)和，其大小為 MXM，M e {3,5}；3b)比較兩個鄰域集合S1(X)和&00的相似性，得到差分子圖D2在位置χ上的像素灰度值D2(X)
權利要求
1.一種譜聚類的SAR圖像變化檢測方法，包括如下步驟(1)選擇同一場景中大小相同，時段不同的兩幅SAR圖像T1和T2作為測試圖像；(2)使用差值方法構造兩幅測試圖像T1和T2的差分子圖D1 D1 = 255-| T1-T2|,(3)使用領域比值法構造兩幅測試圖像T1和T2的差分子圖D23a)分別取得兩幅測試圖像在同一位置χ上的像素值鄰域集合S1(X)和&(x)，其大小為 MXM, M e {3,5}；3b)比較兩個鄰域集合S1(X)和&00的相似性，得到差分子圖D2在位置χ上的像素灰度值D2 (χ)
2.根據權利要求1所述的SAR圖像變化檢測方法，其中步驟(4)所述的使用乘積變換融合法對差分子圖D1和差分子圖&進行融合，生成差分圖D，按如下步驟進行4a)對大小為HXW的差分子圖D1分別取第i個像素值鄰域集合Ni和第j個像素值鄰域集合 N」，其大小為 PXP，P e {3,5},1 ≤ i ≤ HXff, 1 ≤ j ≤ HXW ；4b)比較差分子圖D1兩個鄰域集合Ni和 的相似性，得到差分子圖D1在第i個像素和第j個像素的相似性u(i，j)
3.根據並權利要求1所述的SAR圖像變化檢測方法，其中步驟5所述的使用譜聚類算法，將差分圖D的像素聚類，按如下步驟進行5a)將大小為HXW差分圖D的每一個像素看成是一個數據集合X上一個點，X = (X1, X2, ... , Xn) e Rnxi, η = HXW，其中X上每一個點與差分圖D的一個像素點對應；5b)對 X 構造相似度矩陣 G = (giJ) e Rnxn，當 i 乒 j 時，gij = exp (-1 Xi \ 17 σ 2)， 當i = j時，^ = 0，1彡i彡nXn, 1彡j彡ηΧη，其中^ci是數據集合X的第i個點，Xj是數據集合X第j個點，σ是一個控制衰減程度的參數，σ興0;5c)根據相似度矩陣G，構造拉布拉斯矩陣L = A_"2GA_"2，其中A是一個對角矩陣A = (Bij) e Rnxn,當 i 乒 j 時，aij = 0，當 i = j 時
全文摘要
本發明公開了一種譜聚類的SAR圖像變化檢測方法，它屬於圖像處理技術領域。其實現步驟為(1)選擇同一場景中大小相同，時段不同的兩幅SAR圖像T1和T2作為測試圖像；(2)使用差值方法構造兩幅測試圖像T1和T2的差分子圖D1；(3)使用領域比值法構造兩幅測試圖像T1和T2的差分子圖D2；(4)使用乘積變換融合法對差分子圖D1和差分子圖D2進行融合，生成差分圖D；(5)使用譜聚類算法，將差分圖D的像素聚類，得到變化檢測結果圖。本發明很好的抑制差分圖的斑點噪聲，有效去除變化檢測結果圖中的雜點，得到的變化檢測結果圖比較準確，可用於遙感圖像變化的檢測處理。
文檔編號G01S13/90GK102163333SQ201110082948
公開日2011年8月24日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者侯彪, 公茂果, 劉若辰, 張向榮, 李澤敏, 李陽陽, 焦李成, 王桂婷 申請人:西安電子科技大學