[發明專利]一種遙感影像目標變化檢測方法

有效

• 申請號: 201310395272.1
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103473764A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 陳會娟;劉萍;陳曦;周啟鳴
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武;沈祖鋒

【技術領域】

本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及圖像變化檢測方法，尤其涉及一種遙感影像目標變化檢測方法。

【背景技術】

隨著科學技術的發展，人類開發資源與改造自然的能力不斷增強，自然界的變化和人類的各種活動，每天都在改變著地表景觀及土地利用形式。由于遙感對地觀測具有實時、快速、覆蓋范圍廣、多光譜、周期性等特點，遙感技術已經成為變化檢測最主要的技術手段。

遙感影像的變化檢測就是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征和過程的技術。遙感影像的變化檢測能分析地表覆蓋變化趨勢及演化規律，在土地利用/覆蓋、災害檢測、森林植被變化、城市擴展與布局等諸多領域發揮著積極重要的作用，具有迫切的科學應用需求和廣泛的應用前景。

國內核心期刊《遙感學報》（2009年13卷第4期639-646頁）中公布了一種“自適應空間鄰域分析和瑞利-高斯分布的多時相遙感影像自動變化檢測”方法。該方法基于自適應空間鄰域分析和改進的差值影像和比值影像乘積變換融合的差異影像構造方法，能有效地改善變化檢測結果，但是該方法并不能很好地保留邊緣信息，且沒有將空間形狀及方向信息加入其中以更好地判定鄰域中的像元同質性性質。

中國專利CN201010267420.8公布了“一種基于鄰域相似度和閾值分割的遙感圖像目標變化檢測方法”，主要利用強度歸一化公式對兩幅遙感圖像進行灰度匹配，利用鄰域相似性距離測度構造兩幅遙感圖像的相似矩陣，結合相似性矩陣構造兩幅遙感圖像的差異影像，對差異影像構造二維灰度直方圖后，對影像進行分割，最后用模糊熵的方法對未處理的邊緣和噪聲點繼續進行分類。雖然該方法對邊緣進行了處理，但是該方法同樣并未加入空間形狀及方向信息以更好地判定鄰域中的像元同質性性質。

【發明內容】

本發明目的是：提供一種遙感影像目標變化檢測方法，該方法將空間形狀及方向信息加入了其中，并在處理變化檢測結果時，有效的保留了邊緣信息，提高了變化檢測結果的精度。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種遙感影像目標變化檢測方法，包括下述步驟：

步驟S110：選取同一區域不同時相的遙感影像，其中，所述遙感影像為多光譜影像、全色影像或SAR影像中的一種；

步驟S120：對所述遙感影像進行預處理；

步驟S130：利用差值法獲取所述遙感影像的差值圖像，并從所述差值圖像的直方圖中選取閾值；

步驟S140：根據地物特征分割所述遙感影像，并建立不同時相遙感影像地物間一一映射關系；

步驟S150：根據上述分割結果，將所述遙感影像分成N個5*5單元格；

步驟S160：以上述單元格為基礎，提取所述遙感影像的變化區域或變化點；及

步驟S170：所述變化區域或變化點經雙邊濾波、降噪處理后，得到變化的遙感影像

本發明詳細技術方案如下：

在本實施例中，步驟S120中，對所述遙感影像進行預處理，具體包括：去霧處理、輻射校正、幾何校正和影像降噪處理。

在本實施例中，步驟S130中，利用差值法獲取所述遙感影像的差值圖像，并從所述差值圖像的直方圖中選取閾值，具體包括下述步驟：

步驟S131：利用差值法獲取所述遙感影像中各個波段的差值圖像，其中，所述差值圖像上的像素灰度值為不同時相遙感影像上各個波段相對應圖像位置像素灰度值之差的絕對值；

步驟S132：根據所述直方圖計算，選取最優閾值。

在本實施例中，步驟S140根據地物特征分割所述遙感影像，并建立不同時相遙感影像地物間一一映射關系，具體包括下述步驟：

步驟S141：根據地物特征分割所述遙感影像，采用基于區域生長的多尺度遙感圖像分割算法分割所述遙感影像；

步驟S142：采用多層分級方法，建立不同時相遙感影像的對象的一一映射關系；

步驟S143：構建每個對象的特征集描述，其中，所述特征集包括光譜特征、紋理特征、空間距離、空間形狀及方向特征。

在本實施例中，步驟S160中，以上述單元格為基礎，提取所述遙感影像的變化區域或變化點，具體包括下述步驟：

步驟S161：以所述遙感影像左下角第一個5*5單元塊開始，中心點記為(i,j)，每隔五個點取樣，直至最后一個5*5單元塊；

步驟S162：不同時相的遙感影像中對應的5*5單元塊作差取絕對值，并記為DIF；

步驟S163：判斷所述DIF是否超過所述閾值；