[發(fā)明專利]一種基于二維Gamma分布的SAR圖像變化檢測(cè)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910077021.2
• 申請(qǐng)日: 2009-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN101493520A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫進(jìn)平;洪文;胡睿;張耀天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41;G06T5/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李新華;徐開翟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于SAR圖像處理領(lǐng)域，涉及一種基于二維Gamma分布的SAR圖像變化檢測(cè)方 法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(Synthetic?Aperture?Radar，SAR)本身是一種利用微波感知的主動(dòng)式傳感 器，它不受天氣、光照等條件限制，可對(duì)感興趣目標(biāo)進(jìn)行全天候、全天時(shí)的偵察；此外，由 于微波具有一定的穿透探測(cè)能力，可以探測(cè)到一定深度地表下的或是其他經(jīng)過偽裝或掩蓋的 目標(biāo)，這使得SAR在目標(biāo)探測(cè)方面具有巨大的應(yīng)用潛力。

在雜波較強(qiáng)的環(huán)境中，單一的CFAR目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)受到了較大的制約。隨著高分辨、短 周期重復(fù)觀測(cè)等技術(shù)走向成熟，變化檢測(cè)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用于目標(biāo)檢測(cè)的變化檢 測(cè)技術(shù)也成為了重要的研究方向。為了在大場景中檢測(cè)出人造目標(biāo)，像元級(jí)的直接比較檢測(cè) 法是比較可行且可靠的一類方法，即直接比較同一位置上不同時(shí)相的像元特征值來檢測(cè)變化， 通常先通過數(shù)學(xué)變換的方式產(chǎn)生差異圖像，再對(duì)差異圖像進(jìn)行閾值化處理，從中提取變化區(qū) 域。

在這類變化檢測(cè)方法中，較常用的基于一維分布模型的圖像差值法或比值法雖然簡單易 行，但是無法充分利用不同時(shí)相圖像數(shù)據(jù)的相關(guān)性；而在利用二維分布模型的檢測(cè)方法中， 基于二維Gaussian分布的雜波抑制變化檢測(cè)法雖然利用圖像相關(guān)性進(jìn)行雜波抑制，但是SAR 圖像一般并不是簡單地服從Gaussian分布，因此這種方法存在著分布模型的擬合精度問題； 而基于二維Gamma分布的相關(guān)系數(shù)變化檢測(cè)法，雖然利用了擬合精度較高的分布模型，但 是僅利用相關(guān)系數(shù)作為判決依據(jù)，難以設(shè)定合理的檢測(cè)閾值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于二維Gamma分布 的SAR圖像變化檢測(cè)方法，該方法利用擬合精度較高的二維Gamma分布模型改善算法的檢 測(cè)性能；根據(jù)Newman-Pearson準(zhǔn)則構(gòu)造似然比統(tǒng)計(jì)量抑制雜波，減小背景圖像強(qiáng)散射區(qū)域中 虛警目標(biāo)的產(chǎn)生；同時(shí)，利用CFAR對(duì)抑制雜波后的圖像進(jìn)行歸一化，閾值設(shè)置簡單快捷。

本發(fā)明的解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于二維Gamma分布的SAR圖像 變化檢測(cè)方法，其特征在于以二維Gamma分布為基礎(chǔ)，構(gòu)造似然比統(tǒng)計(jì)量抑制雜波，并通 過CFAR歸一化設(shè)置檢測(cè)閾值并進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，從而在大場景中檢測(cè)出人造目標(biāo)，其具體 步驟如下：

(1)根據(jù)輸入的SAR待測(cè)圖像和參考圖像數(shù)據(jù)，利用矩估計(jì)法估計(jì)二維Gamma分布的 參數(shù)；

(2)根據(jù)Neyman-Pearson準(zhǔn)則構(gòu)造似然比統(tǒng)計(jì)量，在二維Gamma分布的基礎(chǔ)上利用圖 像數(shù)據(jù)相關(guān)性進(jìn)行雜波抑制，得到雜波抑制后的圖像；

(3)對(duì)雜波抑制后的圖像進(jìn)行CFAR歸一化，并設(shè)定全局閾值將圖像二值化，得到初步 的檢測(cè)結(jié)果；

(4)對(duì)檢測(cè)后得到的二值圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理、計(jì)數(shù)濾波及目標(biāo)聚類，進(jìn)一步消除孤立 虛警點(diǎn)，得到最終的檢測(cè)結(jié)果；

所述的步驟(4)中，為進(jìn)一步消孤立虛警點(diǎn)，首先對(duì)二值化的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行腐蝕膨脹操 作；再根據(jù)目標(biāo)尺寸大小與SAR圖像分辨率進(jìn)行計(jì)數(shù)濾波；最后再進(jìn)行目標(biāo)聚類，得到最終 的檢測(cè)結(jié)果；

所述的步驟(2)中，采用如下方式進(jìn)行雜波抑制：