[發明專利]一種極化SAR圖像的自適應相干變化檢測方法

無效

• 申請號: 201110422987.2
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102609933A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 黃鈺林;楊海光;石潔昀;武俊杰;李文超;楊建宇;曾曉燕
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01S13/90
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于合成孔徑雷達信號處理領域，它特別涉及多極化合成孔徑雷達圖像的變化檢測技術。適用對象是多極化SAR圖像，特別是被噪聲嚴重污染的圖像。?

背景技術

變化檢測方法作為SAR成像的重要應用方向之一，是一種通過對不同時期圖像的比較分析，根據信息之間的差異來獲取同一地理位置不同時段地物信息變化的方法。通過該方法可以迅速有效地獲取不同時期內災害監測、海洋觀測和軍事偵察中我們所關注的目標的變化信息，包括檢測已經發生的變化、識別變化的性質、判斷變化的區域范圍、評估變化的模式。變化檢測方法消除了背景信息的干擾，使得目標的變化部分清晰明確，提高了人們對SAR信息的認知效率。在“Coherent?Change?Detection?for?Multi-Polarization?SAR”(Signals，Systems?and?Computers，2005)中，MIT利用全極化SAR進行相干變化檢測，利用最大似然估計，得到相干系數估計，理論上得到了最優的估計方法。此時，不止能利用回波中的幅度信息進行變化檢測，同時還能利用回波中的相位信息進行變化檢測，這種方法被稱為相干變化檢測方法(Coherent?Change?Detection，CCD)。?

在低信噪比情況下，圖像的相干系數中不變與變化部分的分布出現交叉模糊，使得判別變得困難。根據MIT林肯實驗室對相干變化檢測的研究可知，現有一般的相干變化檢測方法采用固定門限進行檢測，但在低信噪比的情況下，固定門限會產生檢測結果的錯判和漏判。所以動態選擇判決門限可以減少低信噪比情況下變化檢測錯判和漏判的概率，直接提高檢測的結果的準確度。在分布已估計的情況下，選取門限是雙擇檢測及其最佳準則的問題。在雷達系統中，確定各種錯誤代價以及先驗概率是十分的困難的。由于虛警概率會對檢測結果造成干擾，必須使得虛警盡可能少，同時又希望檢測概率盡可能大，以便于及早地檢測目標。紐曼-皮爾遜(N-P)準則既不估計各種代價因子，也沒有先驗概率，原則是給定虛警概率使得檢測概率達到最大，所以在雷達系統中幾乎無一例外地使用N-P準則來選取門限。?

發明內容

為了解決在低信噪比情況下，由于圖像的相干系數中不變與變化部分的分布出現交叉模糊，使得檢測結果錯判和漏判概率升高的問題，本發明提出基于一種紐曼-皮爾遜(N-P)準則的自適應判決相干變化檢測方法。該方法在檢測概率一定的基礎之上，基于判決代價最小的原則，利用N-P準則進行判決，動態(自適應)選擇判決門限，能夠有效降低低信噪比情況下變化檢測的錯判漏判概率，從而大大提高相干變化檢測算法對不同環境的適應性和增強相干變化檢測算法的穩健性。?

本發明技術方案如下：?

一種極化SAR圖像的自適應相干變化檢測方法，設經配準后同一地區不同時相的兩幅極化SAR圖像A、B中，圖像A為參考圖像，圖像B為待檢測圖像，所述檢測方法如圖1所示，包括以下步驟：?

步驟1：求圖像A和圖像B對應像素點的相干系數。?

步驟1-1：求由圖像A和圖像B對應像素點的聯合極化矢量Z構成的圖像A和圖像B的聯合圖A+B。?

因為極化SAR圖像所有像素點均含有三種基本極化信息：HH，HV，VV，即每一像素點對應一個極化矢量X＝(HH，HV，VV)^T，且極化矢量X服從復高斯分布。記X＝[HH_xHV_xVV_x]^T為圖像A中某一像素點的極化矢量，Y＝[HH_yHV_yVV_y]^T為圖像B中對應像素點的極化矢量，則圖像A和圖像B對應像素的聯合極化矢量Z為：Z＝[XY]^T＝[HH_xHV_xVV_xHH_yHV_yVV_y]^T，且該聯合極化矢量Z也服從復高斯分布。?

步驟1-2：求聯合圖A+B所有像素點的相干系數γ_MLE。?