基于NSCT和压缩投影的SAR图像变化检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103400383A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103400383103400383A(43)申请公布日2013.11.20(21)申请号201310325398.1(22)申请日2013.07.22(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人侯彪焦李成魏倩刘芳马文萍王爽张向荣马晶晶(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人程晓霞王品华(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书8页说明书8页附图2页附图2页(54)发明名称基于NSCT和压缩投影的SAR图像变化检测方法(57)摘要本发明公开一种基于NSCT和压缩投影的SAR图像变化检测方法，实现步骤为：对两幅SAR图像用对数比值法得到差异图，对差异图进行非下采样contourlet变换，对低频子带系数保持不变，对高频子带系数硬阈值处理后逆变换得到处理的差异图，对该差异图每个像素提取的邻域特征拉成列后利用压缩投影降维得到特征向量，用K均值将特征向量分为变化与未变化两类，简单易行，得到检测结果图。本发明主要克服了对差异图去噪所造成的轮廓边缘失真的问题。得到的检测结果图噪声较低，保持了较好的边缘及轮廓，利用压缩投影降维，相对降低了计算复杂度，同时也降低了变化检测中的总错误率，具有更好的视觉效果，可用于SAR图像的灾情检测。CN103400383ACN10348ACN103400383A权利要求书1/1页1.一种基于NSCT和压缩投影的SAR图像变化检测方法，其特征在于：包括有如下步骤：(1)对输入的两时相SAR图像数据进行对数比运算，得到一幅对数比值差异图X；(2)对差异图X进行非下采样的contourlet变换，对得到的低频子带系数和不同尺度不同方向的高频子带系数进行阈值降噪处理，将处理后的低频子带系数和高频子带系数进行非下采样contourlet逆变换，得到降噪及保持轮廓边缘的差异图Xd；(3)对差异图Xd的每个像素提取邻域特征，将邻域特征拉成列为列向量Ve，利用压缩投影将列向量Ve降维，降维后的列向量为特征向量v；(4)利用K均值聚类将特征向量v分为两类，一类是变化的向量，聚类中心为Vc，另一类为未变化的向量，聚类中心为Vu，根据欧几里得距离产生最后检测结果图CM＝{cm(i，j)|1≤i≤I，1≤j≤J}，检测结果图的计算公式为其中255代表对应的空间位置变化的像素，而0代表对应空间位置未变化的像素，v(i，j)为空间位置坐标为(i，j)的像素的特征向量。2.根据权利要求1所述的基于NSCT和压缩投影的SAR图像变化检测方法，其特征在于：步骤2中对得到的低频子带和不同尺度不同方向的高频子带进行阈值降噪处理的过程包括：(2a)对低频子带系数保持不变；(2b)对不同尺度的高频子带系数均采用硬阈值处理，子带系数模大于阈值的子带系数保持不变，子带系数模小于阈值的子带系数设为零，不同尺度的子带系数阈值不同，对同尺度不同方向的高频子带系数采用同一个阈值。3.根据权利要求2所述的基于NSCT和压缩投影的SAR图像变化检测方法，其特征在于：步骤3中对差异图Xd每个像素提取邻域特征，将邻域特征拉成列，然后利用压缩投影降维的过程包括：(3a)对差异图Xd空间位置的每个像素抽取周围邻域的n×n块，n为奇数，n≥3，然后将每个n×n块拉成列向量Ve；2(3b)利用压缩投影方法对列向量Ve进行降维，降维后的向量为m维的列向量v，m＜n，在压缩投影方法中使用的测量矩阵为星型采样形式。2CN103400383A说明书1/8页基于NSCT和压缩投影的SAR图像变化检测方法技术领域[0001]本发明属于图像处理技术领域，主要涉及合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar)SAR图像变化检测，具体是一种基于NSCT和压缩投影的多时相SAR图像变化检测方法。背景技术[0002]SAR图像是合成孔径雷达通过发射和接收特定极化方式的电磁波，来获得地物目标回波系数的高分辨率雷达图像，获取图像本质上反映的是目标的电磁散射特性和结构特性，成像效果很大程度上依赖于雷达参数和地域电磁参数。SAR图像可应用于军事，农业，导航，地理监视等诸多领域，比如军事目标的识别、矿藏资源的探测、灾情探测与防治等。因SAR图像含有大量相干斑噪声，SAR图像的变化检测比光学图像的变化检测存在更多的困难。但是合成孔径雷达SAR所具有的全天时、全天候、穿透性强等优点，利用SAR图像对地面目标检测的更加准确有效。而SAR图像变化检测是目标检测领域中一个重要方面。变化检测通过对同一地区不同时期图像的比较分析，根据对图像的差异分析来获取所需要的地物变化信息。变化