[發明專利]基于感興趣區域的遙感圖像變化檢測方法

有效

• 申請號: 200910024294.0
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN101694718A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 王桂婷;焦李成;張鳳玉;公茂果;侯彪;劉芳;鐘樺;馬文萍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01S7/48
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體地說是一種基于感興趣區域的遙感圖像變化檢測 的方法，適用于遙感圖像分析和處理。

背景技術

遙感圖像的變化檢測是指通過分析在不同時間來自同一地區的兩幅或多幅遙感圖像， 檢測出該地區的地物隨時間發生的變化信息。隨著遙感和信息技術的發展，變化檢測已經 廣泛地應用于如森林資源的動態監測，土地覆蓋、利用的變化監測，農業資源調查，城市 規劃布局，環境監測分析，自然災害評估，地理數據更新以及軍事偵察中道路、橋梁、機 場等戰略目標的動態監視等許多領域。

在已有的變化檢測方法中，基于差異影像分析的方法由于簡單直接，不同于其他方法， 不會由于方法本身而對檢測前的變化信息加以改變，忠于原始數據，保證了變化檢測結果 的可靠性。然而不同時相的遙感圖像之間由于不同季節和情況下的光照、輻射等因素造成 不同時相間的圖像灰度值存在整體或者部分的偏差，因此簡單地對灰度值運算得到的差異 圖進行閾值分割，所得到的變化檢測結果中存在很多偽變化信息。

為解決上述存在的問題，一些學者提出了對差異圖分割方法的改進：

一、Bruzzone等學者2000年在文章“Automatic?Analysis?of?the?Difference?Image?for Unsupervised?Change?Detection”中提出基于貝葉斯最小錯誤率求閾值對差異圖分類并采用 馬爾科夫隨機場分析差異圖的空間鄰域關系，得到變化檢測結果圖，以達到去除偽變化信 息的效果。該方法是典型的基于差異影像分析的方法，能夠得到較好的變化檢測結果，然 而，差異圖的初始標記錯誤會導致最后的變化檢測結果錯誤，從而影響最后變化檢測結果 精度。

二、方圣輝等學者在文章“基于邊緣特征的變化檢測方法研究”中根據兩時相遙感圖 像的邊緣變化特征和灰度變化特征提取出變化區域的邊緣，并將變化區域在原圖中標記。 這種方法缺點是得到的變化區域的邊緣存在很多斷邊緣，而且檢測出很多虛假變化區域的 邊緣。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有的遙感圖像變化檢測技術的不足，提出了一種基于感 興趣區域的遙感圖像變化檢測方法，以精確檢測出閉合的變化區域邊緣圖，減少了偽變化 信息、提高變化檢測精度。

為實現上述目的，本發明的檢測方法包括如下步驟：

1)對輸入的兩幅不同時相遙感圖像分別進行中值濾波去噪；

2)對濾波后的兩個時相的圖像對應像素點灰度差值進行計算，得到一幅差值圖；

3)計算差值圖的Canny邊緣，并計算每個邊緣點的均值特征，得到一幅邊緣均值圖；

4)用模糊C均值方法將邊緣均值圖分割為肯定非變化類、未標記類以及肯定變化類， 并計算未標記類中最大的像素值與肯定變化類中的最小像素值的平均值作為高閾值，計算 肯定非變化類中最大的像素值與未標記類中的最小像素值的平均值作為低閾值，分別根據 高閾值和低閾值對邊緣均值圖進行分割，得到一幅高閾值邊緣圖和一幅低閾值邊緣圖；

5)根據雙閾值邊緣鏈接法，鏈接高閾值邊緣圖中的斷邊緣，得到邊緣為閉合區域的 邊緣鏈接圖；

6)對所得的邊緣鏈接圖中的閉合區域沿其邊緣的法向方向分別向內向外各擴充兩個 像素，對擴充后的閉合區域進行區域填充，并將填充后的閉合區域作為感興趣區域，將其 他區域作為非感興趣區域；

7)用最小錯誤率閾值法將差值圖中像素點分為變化類和非變化類，根據差值圖中感 興趣區域和非感興趣區域的像素點的類別、空間位置和鄰域關系對差值圖進行更新，得到 新差值圖；

8)計算新差值圖的最大類間方差閾值并將其感興趣區域分為變化類和非變化類，得 到最后的變化檢測結果圖。

本發明與現有的技術相比具有以下優點：

(1)本發明由于采用雙閾值邊緣連接和遞歸跟蹤算法，將高閾值邊緣圖中斷的邊緣線 連接成閉合區域，并對得到的閉合區域的邊緣向內向外擴充，因而保證了可以得到準確的 感興趣區域，避免了兩時相圖像配準誤差對變化檢測結果的影響。

(2)本發明由于根據感興趣區域和非感興趣區域像素點的初始分類類別、空間位置和 鄰域關系更新差值圖中的像素值，使得差值圖閾值取得更加準確。