[發明專利]基于廣義似然比的多航過SAR相干變化檢測方法

有效

• 申請號: 201410384298.0
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104166128B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 黃鈺林;王園園;武俊杰;劉曉佳;楊建宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/90
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于合成孔徑雷達(SAR)技術領域，特別涉及一種基于廣義似然比的多航過SAR相干變化檢測方法。?

背景技術

變化檢測技術可以廣泛應用于監測森林植被、土壤水分、積雪量的變化；監測農作物的長勢變化、土地覆蓋的變化；監測各種災害發生前后的變化，如地震區域的定位和災害評估；監測海冰的運動、山岳冰川的移動以及滑坡運動；軍事目標區域的動態監測、戰場打擊評估等。但是在云、霧等惡劣天氣條件下難以通過光學圖像獲取變化信息。由于SAR是一種全天時、全天候的現代高分辨率微波遙感成像雷達，通過對獲取的SAR圖像進行變化檢測，能夠在第一時間為決策提供有力的支持。然而當目標變化微弱時，傳統SAR圖像變化檢測方法檢測不到變化。另外，受森林、海浪等微動雜波的影響，傳統SAR圖像變化檢測方法使目標的變化淹沒在周圍背景的變化中，區分不出目標變化與背景變化的差異，使得變化檢測性能急劇下降。?

多航過SAR是目前微波遙感技術研究與應用的一個重要領域，它深入挖掘信息有效地提高了雷達對地物信息的獲取能力，對多航過雷達遙感圖像進行信息處理的研究具有重要的理論價值和廣闊的應用前景。?

近年來，國外很多學者開始探索利用多航過極化微波遙感獲取同一地區的多幅圖像，經過信號處理檢測目標微弱變化。在文獻“Leslie?M?Novak，Change?detection?for?multi-polarization,multi-pass?SAR，in?Defense?and?Security.International?Society?for?Optics?and?Photonics,2005,pp.234–246”中提出了一種基于廣義似然比的變化檢測方法，該方法利用多航過圖像的幅度信息提高了變化檢測性能，但是此非相干變化檢測方法通過場景的后向散射功率的變化來進行變化檢測，沒有利用相位信息，對SAR圖像變化的靈敏度低。然而雷達系統是相干系統，回波的幅度和相位對目標的變化都非常敏感。單純利用幅度信息進行變化檢測的方法丟失了大量的有用的相位信息已經不能滿足精確變化檢測需求。在文獻“Mark?Preiss?and?Nicholas?JS?Stacy,Coherent?Change?Detection：Theoretical?Description?and?Experimental?Results,Tech.Rep,DTIC?Document,2006”中提出了一種相干變化檢測方法，該方法同時利用圖像的幅度和相位信息，能夠檢測圖像微弱變化。但是該方法只利用兩幅圖像的信息，沒有利用多幅圖像的時相信息。?

發明內容

本發明的目的在于克服兩航過非相干變化檢測方法中只利用幅度信息以及僅利用兩航?過SAR圖像信息導致變化檢測概率低或檢測不到變化的問題，提供一種假設SAR成像區域在多幅圖像采集期間發生變化和未發生變化時其對應的復像素對分別服從不同的圓對稱復高斯分布，再確定檢測統計量并與門限比較以檢驗上述兩個假設的成立與否的基于廣義似然比的多航過SAR相干變化檢測方法。?

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：基于廣義似然比的多航過SAR相干變化檢測方法，包括以下步驟：?

S1：選取多航過SAR圖像對：選取不同時間對同一地區多次觀測獲得的K幅SAR圖像并進行配準后記為{f₁,f₂,…,f_K}，K≥3；?

S2：選取多航過SAR圖像像素對，依次選取f₁,f₂,…,f_K對應的復矩陣第m行第n列的值，并記為向量假設向量X_mn～CN(0,Γ)，其中Γ＝E[X_mnX_mn^H]為協方差矩陣，設H₀表示目標區域未發生變化，得到協方差矩陣Γ₀，設H₁表示目標區域發生變化，得到協方差矩陣Γ₁；?

S3：對協方差矩陣進行最大似然估計：分別對協方差矩陣Γ₀和Γ₁進行最大似然估計；?

S4：進行似然比假設檢驗；?

S5：依次選取多航過SAR圖像像素對，重復步驟S4，得到變化檢測結果。?