基于轮廓波变换的光学遥感图像变化检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103544707103544707A(43)申请公布日2014.01.29(21)申请号201310529322.0(22)申请日2013.10.31(71)申请人王浩然地址250021山东省济南市天桥区交校路5号(72)发明人王浩然(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人张勇(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称基于轮廓波变换的光学遥感图像变化检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于轮廓波变换的光学遥感图像变化检测方法,主要解决现有变化检测技术检测结果精度不高的问题。其实现过程为：对同一地域不同时间获取的两幅光学遥感图像预处理后，分别构造均值比法差异图和比值法差异图；对这两幅差异图分别进行N层轮廓波变换获取各分解层高频带和低频带的轮廓波系数；对高频带和低频带的轮廓波系数分别用不同的融合算子融合处理，得到高频带和低频带的融合轮廓波系数；对高频带和低频带的融合轮廓波系数进行逆变换得到融合后差异图；运用模糊局部C均值聚类法分割融合后的差异图，得到变化检测结果。本发明通过提高光学遥感图像的差异图性能，提高了检测结果的精度，可用于自然灾害评估和环境检测。CN103544707ACN103547ACN103544707A权利要求书1/3页1.一种基于轮廓波变换的光学遥感图像变化检测方法，其特征是，包括以下步骤：（1）对同一地域不同时间获取的两幅光学遥感图像进行滤波去噪，辐射校正和几何配准的预处理，得到预处理后的两幅图像XA、XB；（2）利用预处理后的两幅图像构造比值法差异图Xl；（3）利用预处理后的两幅图像构造均值比法差异图Xm；（4）分别对比值法差异图Xl、均值比法差异图Xm进行N层轮廓波分解，得到每幅差异图在N个分解层上高频带和低频带上的多方向多尺度分解的轮廓波系数,N=5；（5）对高频带和低频带的轮廓波系数用不同的融合算子进行融合处理，即对低频带轮廓波系数采用取平均值的方法进行融合，得到低频带融合轮廓波系数，对高频带轮廓波系数采用选邻域能量最小的方法进行融合处理，得到高频带融合轮廓波系数；（6）由轮廓波生成融合后图像的轮廓波系数Yf，Yf由低频系数Yf{1}和高频系数构成，其中k＝2,3,4,5,6，N＝1,2,3,4,5，t＝1,2,...,2N，让k，N，t遍历这些取值，即可得到整体轮廓波系数Yf；（7）将融合后得到的轮廓波系数Yf进行逆轮廓波变换，也称为图像重构，得到融合后差异图XF；（8）运用模糊局部C均值聚类方法对融合后差异图XF进行图像分割，生成变化检测结果图，完成对两幅光学遥感图像变化信息的最终检测。2.如权利要求1所述一种基于轮廓波变换的光学遥感图像变化检测方法，其特征是，其中步骤（3）所述的利用预处理后的两幅图像构造均值比法差异图Xm，构造方式为：将图像XA中位于i行j列的像素点(i,j)的灰度值XA(i,j)和相对应的图像XB中位于i行j列的像素点的灰度值XB(i,j)，通过均值比值运算其中μA(i,j)，μB(i,j)分别为图像A，B的邻域像素平均值，得到均值比值法差异图Xm中位于i行j列的像素点(i,j)的灰度值Xm(i,j)，如果Xm(i,j)接近于0,表示图像XA中位于i行j列的像素点没有随时间的变化而发生变化，反之，若Xm(i,j)远大于0，则认为该像素点发生了变化；对图像XA和图像XB中每个位于i行j列的像素点的灰度值从左到右，从上到下都进行此运算，构造均值比法差异图Xm。3.如权利要求1所述一种基于轮廓波变换的光学遥感图像变化检测方法，其特征是，其中步骤（4）所述的分别对比值法差异图Xl、均值比法差异图Xm进行N层轮廓波分解，按如下方式进行：(4a)在第一层，即N=1，将比值法差异图Xl分解成一个低频子带图像和一个带通子带图像,将带通子带图像进行2N级方向分解，在此为2个方向分解，得到2个高频带轮廓波系数其中t＝1,2；将均值比法差异图Xm分解成一个低频子带图像和一个带通子带图像将带通子带图像进行2N级方向分解，在此为2个方向分解，得到2个高频带轮廓波系数,其中t＝1,2。(4b)在第二层，即N=2，将比值法差异图Xl经步骤4.1生成的低频子带图像分解2CN103544707A权利要求书2/3页成一个低频子带图像和一个带通子带图像得到4个高频带轮廓波系数其中t＝1,2,3,4；将均值比法差异图Xm经步骤4.1生成的低频子带图像分解成一个低频子带图像和一个带通子带图像得到4个高频带轮廓波系数其中t＝1,2,3,4；(4c)在第三层，即N=3，将比值法差异图Xl经步骤4.2生成的低