[發明專利]一種基于非負稀疏編碼的SAR圖像變化檢測方法

在審

• 申請號: 202010558978.5
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111753700A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王少娜;王亞男
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 謝秀娟

本發明提供一種基于非負稀疏編碼的SAR圖像變化檢測方法，包括如下內容：S1.選取同一地理區域在不同時刻t₁和t₂的兩幅SAR圖像，其中t₁時刻的SAR圖像表示為X₁＝{X₁(i,j),1≤i≤I,1≤j≤J}，t₂時刻的SAR圖像表示為X₂＝{X₂(i,j),1≤i≤I,1≤j≤J}，然后生成圖像X₁和圖像X₂的差分圖像；通過非負矩陣分解NMF方法從所述差分圖像上學習字典；通過非負約束的稀疏編碼獲得所述差分圖像上每個像素的判別特征；通過K均值聚類方法獲取變化檢測圖。本發明在保留SAR圖像關鍵結構信息的基礎上，能夠提高SAR圖像變化檢測的精度和速度。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理技術領域，特別是涉及一種基于非負稀疏編碼的SAR圖像變化檢測方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)技術已經成為雷達技術領域圖像源的重要獲取途徑，在獲得SAR圖像時，兩幅同一地域不同時間的圖像，由于外界環境的差異，如氣候條件、光照強度、噪聲等級和種類，甚至拍攝設備的不同，會導致成像的效果亦有所不同,變化檢測是指通過觀測某一物體或現象在不同時間的狀態得出其變化信息的技術。SAR圖像變化檢測是分析同一地區不同時段的SAR圖像，檢測出該地區的變化信息。作為對地觀測衛星的關鍵技術，合成孔徑雷達SAR圖像變化檢測已經被運用在包括災害檢測、城市規劃、全球氣溫變化檢測等諸多領域。現有技術在抑制噪聲和保留細節信息上效果不佳，丟失圖像邊緣和結構信息，存在普適性差、對噪聲敏感、復雜度高等問題。

因此如何提供一種新的方法以能夠在保留SAR圖像關鍵結構信息的基礎上提高SAR圖像變化檢測的檢測精度和速度是亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于非負稀疏編碼的SAR圖像變化檢測方法，以解決上述現有技術存在的問題，能夠提高SAR圖像變化檢測的檢測的精度和速度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種基于非負稀疏編碼的SAR圖像變化檢測方法，內容如下：

S1.選取同一地理區域在不同時刻t₁和t₂的兩幅SAR圖像，其中t₁時刻的SAR圖像表示為X₁＝{X₁(i,j),1≤i≤I,1≤j≤J}，t₂時刻的SAR圖像表示為X₂＝{X₂(i,j),1≤i≤I,1≤j≤J}，然后生成圖像X₁和圖像X₂的差分圖像；

S2.通過非負矩陣分解NMF方法從所述差分圖像上學習字典；

S3.通過非負約束的稀疏編碼獲得所述差分圖像上每個像素的判別特征；

S4.通過K均值聚類方法獲取變化檢測圖。

優選地，步驟S1中用對數比算子生成圖像X₁和圖像X₂的差分圖像，所述對數比算子DI定義如下：

上式中ε是數學意義上的微小常量。