[發明專利]基于迭代最大類間方差的SAR圖像變化檢測方法

有效

• 申請號: 201810508957.5
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108764119B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 許述文;廖燕;水鵬朗;梁寒
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06V20/13
• 分類號: G06V20/13;G06V10/26;G06V10/762;G06K9/62
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明公開了一種基于迭代最大類間方差的SAR圖像變化檢測方法，主要解決現有技術對于變化區域占整體區域的小部分情況下檢測會產生過多虛警點的問題，其實現方案是：1.獲取不同時相同一地區的SAR圖像并進行預處理；2.生成對數比差異圖；3.迭代使用最大類間方差法遍尋差異圖查找變化元素與非變化元素相對均勻的區域；4.將這一區域的分割閾值應用到全圖，得到分割結果圖；5.對分割結果圖進行中值濾波，得到最終變化檢測結果圖。本發明解決了直方圖為單峰時最大類間方差法虛警過多的問題，提高了運行效率較高，可用于快速SAR圖像變化檢測，尤其是對于小面積變化區域的檢測。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，特別涉及SAR圖像變化檢測，可用于快速SAR圖像變化檢測，尤其是對于小面積變化區域的檢測。

背景技術

合成孔徑雷達SAR因其具有全天時、全天候的工作能力，且不受天氣和光照的影響等優點，近年來得到了快速的發展。SAR圖像變化檢測就是獲取不同時刻同一區域的變化情況，在環境監測、農業調查、城市研究、災害監測等方面有著廣泛的應用。尤其是自然災害，如火災，洪災……發生時，高效的變化檢測技術能夠及時的避免或減少人身和財產的損失。

常見的變化檢測方法最主要分為兩類，一類是對圖像分類后進行變化檢測；另一類是對影像直接進行變化檢測。為了避免因分類不精準而累積的誤差，目前大部分變化檢測工作都是直接針對影像進行研究。對影像直接進行變化檢測包括3個部分：圖像預處理、差異圖生成與差異圖分析。

差異圖的分析方法常用的有四種：閾值分析、聚類分析、圖切分析和水平集分析。最常用的差異圖分析方法為閾值法或者聚類法。其中閾值分割算法的重點是閾值的確定。常用的閾值技術有全局閾值法，自適應閾值法以及最佳閾值發等等。閾值法由于其運算速度快，方法簡明等優點得到了廣泛應用。然而目前已有的全局閾值分割方法如最大類間方差法OSTU、峰谷法、迭代式閾值選擇這些方法對于變化區域只占小部分的情況并不能進行有效分割。因為變化區域僅占整體區域的小部分，這表現到直方圖上就是差異圖像的直方圖只出現一個明顯的波峰，直方圖將不具有明顯的可分離性，最大類間方差法獲取的自動閾值會偏向方差較小的一類也就是非變化類，進而導致分割結果虛警點過多，將大量非變化類元素劃分到變化類。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種基于迭代最大類間方差的SAR圖像變化檢測方法，以解決在變化區域占整體區域比例低于10％時，使用最大類間方差法對差異圖進行分割產生過多虛警點的問題，提高變化檢測精度。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案包括如下：

(1)通過合成孔徑雷達獲取在不同時相拍攝的同一地區的兩幅SAR圖像，對這兩幅SAR圖像依次進行輻射校正、幾何校正、圖像配準的預處理，獲得預處理后的適合變化檢測使用的兩幅SAR圖像I₁和I₂；

(2)計算第一幅SAR圖像I₁在坐標(i,j)處的灰度值I₁(i,j)和第二幅SAR圖像I₂在坐標(i,j)處的灰度值I₂(i,j)的比值，對比值運算的結果再進行一步對數運算，得到坐標(i,j)處的對數比值DI(i,j)：

DI(i,j)＝log(I₁(i,j)/I₂(i,j))，

遍歷兩幅SAR圖像所有的像素點，得到對數比差異圖：DI＝{DI(i,j)}；

(3)使用最大類間方差法對對數比差異圖DI進行初分割，得到初步分割閾值T₁；

(4)用閾值T₁對對數比差異圖DI進行二值分割得到初步分割圖SI₁；