[發明專利]一種用于違建檢測的定點監控新舊時相圖像變化檢測方法

在審

• 申請號: 202010932615.3
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112200769A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 張小國;張梓涵;丁丁
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/10;G06T7/33
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

本發明公開了一種用于違建檢測的定點監控新舊時相圖像變化檢測方法，旨在克服傳統變化檢測方法檢測出的變化區域不完整，存在虛檢等問題。該方法的主要流程包括：首先對監控點新時相圖像和舊時相圖像進行配準以及直方圖匹配等數據預處理操作，然后通過融合對數比法和均值比法來構造差異圖像以及使用水平集模型分割差異圖像，之后提取變化區域的輪廓并計算輪廓垂直邊界的最小矩形，最后合并重疊矩形并繪制到新時相圖像上，得到變化檢測效果圖；本方法有效解決了傳統新舊時相對比的違章建筑定點監控解決方案得到的變化區域不完整，不連續且存在虛檢的問題，提升了違章建筑識別的準確性和效率。

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，具體涉及一種用于違建檢測的定點監控新舊時相圖像變化檢測方法。

背景技術

基于新舊時相對比的違章建筑定點監控解決方案，核心思想就是對監控點新舊時相圖像進行變化檢測，從而找出可能存在違章建筑的變化區域。傳統的變化檢測流程為：將新舊時相圖像配準并校正輻射值后，轉化為灰度圖像并求絕對差值，得到差異圖像，然后根據差異圖的像素直方圖選取閾值對差異圖進行分割，得到變化檢測結果。但是問題在于：(1)使用差值法求取差異圖像，會丟失有效變化區域的信息，導致變化檢測結果漏檢率高；(2)定點監控圖像背景復雜，使用直方圖閾值法難以找到有效的閾值進行分割；(3)基于閾值分割得到的變化區域很可能是不完整的；(4)基于閾值法的變化檢測結果存在大量虛檢。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種用于違建檢測的定點監控新舊時相圖像變化檢測方法，針對差值法丟失有效變化區域信息的問題，提出了一種融合對數比法和均值比法的差異圖構造算法，用來生成完整保留變化區域信息，同時減少“偽變化”像素點；針對直方圖閾值分割法存在的問題，利用水平集模型進行定點監控新舊時相圖像的變化檢測，使變化區域連續且完整，虛檢像素少。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于違建檢測的定點監控新舊時相圖像變化檢測方法，包括如下步驟：

a.對監控點新時相圖像和舊時相圖像進行預處理；

b.融合對數比法和均值比法構造新時相圖像和舊時相圖像之間的差異圖像；

c.使用水平集模型分割差異圖像；

d.提取變化區域的輪廓；

e.計算輪廓垂直邊界的最小矩形；

f.合并重疊矩形并繪制到原圖。

進一步的，步驟a的預處理過程包括以下步驟：

a1.指定舊時相圖像作為基準影像，新時相圖像作為待配準影像(即以后一時相為待配準影像)，采用SURF特征點進行配準；

a2.采用直方圖匹配算法對新舊時相圖像進行輻射校正，使兩幅圖像光照基本均衡。

進一步的，步驟b的構造差異圖像包括以下步驟：

b1.通過灰度轉化將預處理后的新舊時相圖像轉化為灰度圖像；

b2.對新舊時相灰度圖像進行中值濾波，濾波核大小設為3*3；

b3.計算新舊時相圖像中坐標相同的像素點的均值比，生成均值比差異圖；

b4.將差異圖上像素點的灰度值歸一化到[0,255]。

進一步的，步驟c的使用水平集模型分割差異圖像包括以下步驟：

c1.在差異圖上選擇一條封閉曲線來初始化水平集函數；

c2.基于差異圖灰度差的特征構造能量泛函；

c3.迭代更新水平集函數使得能量泛函達到最小值；