[發明專利]基于差異邊緣和聯合概率一致性的遙感圖像變化檢測方法

有效

• 申請號: 200910023723.2
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101650439A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 王桂婷;焦李成;古振泉;王爽;鐘樺;侯彪;劉芳;公茂果
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G06T7/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于差異邊緣與聯合概率一致性的遙感圖像變化檢測方法，包括如下步驟：

1)對輸入的兩時相圖像采用灰度一致性校正；

2)取步驟1)校正后圖像I₁和I₂中位于(i，j)點處的灰度值v₁和v₂，組成灰度點對(v₁，v₂)，并統計圖像I₁和I₂中點對(v₁，v₂)出現的概率P(v₁，v₂)，然后構建一幅與圖像I₁和I₂相同大小的圖像I_P，對應I₁和I₂出現灰度點對(v₁，v₂)的位置處的I_P的像素值賦為概率P(v₁，v₂)，得到一幅聯合概率空間一致性圖I_P；

3)求取步驟1)校正后圖像I₁和I₂的canny邊緣圖，并對canny邊緣圖相減后取絕對值，獲得差異邊緣圖I_D；

4)從差異邊緣圖中粗提取可能的噪聲邊緣；

5)對圖像I₁和I₂中1-2像素寬噪聲邊緣上的點和3像素寬噪聲邊緣上的點分別采用5*5的加權均值濾波和7*7的加權均值濾波，最后將濾波后的兩時相圖像相減后取絕對值，得到一幅濾波后差異圖I_F；

6)采用Otsu閾值法將濾波后差異圖分成變化區和非變化區，依據聯合概率空間一致圖I_P的空間一致性對其中的變化區進行區域修正，得到初始分割結果圖；

7)對步驟1)校正后圖像I₁和I₂中處于初始分割結果圖非變化區的噪聲邊緣上的點采用k×k加權模板均值濾波，并對濾波后的兩時相圖像相減后取絕對值，得到一幅修正后差異圖I_M；

8)對步驟7)修正后差異圖I_M處于初始分割結果圖變化區的點采用5×5像素大小的加權模板均值濾波，對非變化區的點采用5×5像素大小的八方向加權均值濾波，將加權均值濾波后差異圖中灰度值大于濾波前灰度值的點，用加權濾波前的灰度值替代加權濾波后的灰度值，得到一幅加權方向濾波差異圖；

9)根據Otsu閾值將步驟8)得到的差異圖分為變化類與非變化類，獲得最終的變化檢測結果。

2.根據權利要求1所述遙感圖像變化檢測方法，其中步驟1)所述的對輸入的兩時相圖像采用灰度一致性校正，是將同一地理位置處已配準的大小為M×N的兩個時相的原始遙感圖像，分別記為?和?對時相1圖像?保持不變，并以此圖像為基礎，依據如下公式對第二時相?進行校正：?

其中?和?表示兩個時相圖像的標準方差，?和?表示兩時相圖的均值，I₂表示校正后的第二時相圖。

3.根據權利要求1所述的遙感圖像變化檢測方法，其中步驟4)所述的從差異邊緣圖中提取可能噪聲邊緣，是利用5×5像素大小的滑窗從差異邊緣圖I_D中選取出三種邊緣：第一種是2個像素寬的邊緣；第二種是由相隔1個像素的錯位邊緣及其中間區域所組成的3個像素寬的邊緣；第三種是與2個像素寬邊緣和3個像素寬的邊緣存在四連通的1個像素寬的邊緣。

4.根據權利要求1所述的遙感圖像變化檢測方法，其中步驟7)所述k×k加權模板均值濾波，是將聯合概率空間一致性圖中當前k*k窗口內(μ-2*σ，μ+2*σ)范圍內的點作歸一化處理，并將其他點置零得到權值模板，計算加權均值得到當前點的加權均值濾波結果，其中μ和σ分別為窗口內點的均值和方差。