[發明專利]一種聯合分類的多時相全極化SAR影像變化檢測方法

有效

• 申請號: 201710454060.4
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107292920B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 趙金奇;楊杰;李平湘;劉文宋;趙伶俐;王猛;常永雷;楊樂;姜維
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

本發明一種聯合分類的多時相全極化SAR影像變化檢測方法，包括1）對多時相全極化SAR影像進行預處理；2）對經過預處理后的多時相全極化SAR影像自動進行相似度測度差異圖和閾值的獲取，并計算相應影像功率的方差；3）相應的影像功率的方差決定著先后分類的順序，相似度測度決定聯合分類的策略；4）利用適合全極化SAR影像的Wishart分類器作為聯合分類的分類器，對多時相全極化SAR影像進行聯合分類。5）通過對比多時相聯合分類的分類結果，可以得到變化檢測二值圖和地物類別變換檢測結果。本發明能夠同時充分的利用多時相全極化信息獲取變化檢測的二值影像和相應的地表類別變化影像，可用于多時相全極化SAR影像變化檢測。

技術領域

本發明屬于遙感圖像處理技術領域，是一種多時相影像的變化檢測算法，具體地說是一種對多時相全極化合成孔徑雷達(Polarimetric Synthetic Aperture Radar，PolSAR)影像變化檢測的新方法。

背景技術

在遙感影像處理中，變化檢測是通過多時相影像對同一位置的地物進行獲取從而認知變化的一種技術手段。由于衛星重復軌道的特性，時間序列的遙感影像被廣泛應用于變化檢測研究中。在遙感影像變化檢測的研究中，光學傳感器在變化檢測中的應用較為廣泛，但是夜間和惡劣天氣使得光學傳感器使用受限，SAR傳感器不僅可以獲得周期時序影像而且不受氣候和時間的限制，使得多時相SAR影像逐漸成為變化檢測的研究熱點。目前，針對SAR影像的變化檢測方法較多，大致可以分為非監督變化檢測和監督變化檢測。非監督變化檢測方法一般分為三個步驟1)預處理(幾何糾正，配準，濾波)；2)通過相關方法生成兩兩對應時相的差異影像；3)對多時相差異影像進行最優閾值的選擇，生成變化檢測的二值影像。非監督變化檢測方法較為簡單和高效，但是該方法只能檢測變化和非變化類別，并不能檢測出地表的變化檢測類別；監督變化檢測方法能夠對地表變化類別進行檢測，但是容易受到人工解譯的影響。先分類后變化檢測是被廣泛應用的一種監督變化檢測方法，能夠對多時相影像進行單獨分類，通過最后的分類結果確定類別變化檢測圖和變化檢測二值影像。以上變化檢測方法大部分是針對單極化SAR影像，利用多時相全極化SAR影像進行變化檢測的方法相對較少。

發明內容

針對以上變化檢測的缺陷，本發明結合非監督變化檢測和監督變化檢測各自的優勢，提出利用相似度測度的聯合分類方法對多時相全極化SAR影像進行變化檢測。相較于單極化SAR影像，全極化SAR能夠提供豐富的相位和強度信息，使得獲得的相似度測度更加準確，高精度的相似度測度能夠較好的對聯合分類方法進行控制，通過基于相似度測度的聯合分類方法可以對變化檢測二值影像和變化檢測類別變化圖進行提取。該方法在一定程度上有效的降低了變化檢測的虛警率，大大的提高了變化檢測的精度。

本發明的目的在于從根本上克服多時相SAR影像變化檢測存在的問題，提出利用基于相似度測度的聯合分類的方法對全極化SAR影像進行變化檢測：利用全極化SAR數據能夠提供更加豐富的地物特征信息；利用相似度測度能夠更好的檢測出相同位置不同時刻地物的相似程度，能夠有效的控制聯合分類算法流程。

為實現上述目的，本發明提供的一種聯合分類的多時相全極化SAR影像變化檢測方法，包括如下步驟：

步驟1，對多時相全極化SAR影像進行幾何糾正和配準的預處理，得到相應配準之后的影像，對配準之后的影像進行濾波處理；

步驟2，獲取已配準好的多時相全極化SAR影像相似度測度的差異影像S，相似度測度閾值T，多時相影像在位置(i，j)方差其中t(t＝1,2)為時相；

差異影像S的計算方法如下，

其中，X¹，X²分別表示時相1，2的q*q的全極化SAR圖像協方差矩陣，q代表相應矩陣的維數；n表示進行待處理的全極化SAR圖像的視數；

相似度測度閾值T的計算方法如下，