基于量子免疫克隆的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*CN101908213A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101908213101908213A(43)申请公布日2010.12.08(21)申请号201010230980.6(22)申请日2010.07.16(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)发明人李阳阳吴娜娜焦李成刘芳缑水平马文萍尚荣华吴建设(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华朱红星(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)G06N3/12(2006.01)G01S13/90(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称基于量子免疫克隆的SAR图像变化检测方法(57)摘要本发明公开一种基于量子免疫克隆的SAR图像变化检测方法，主要解决已有优化方法耗时长，易陷入局部最优，对复杂图像边缘定位不准确的缺点。其步骤为：(1)对两时相待变化检测图像进行滤波处理，求对数比差异影像图；(2)设置种群规模、类别数k及停机条件，随机产生量子抗体Q(t)作为初始聚类中心；(3)观测Q(t)成二进制抗体p(t)，计算每个抗体的亲合度fk，保留Q(t)最优抗体qbest；(4)对Q(t)进行变异操作得到Qm(t)；(5)重组Qm(t)得到Qc(t)；(6)观测Qc(t)成二进制抗体pc(t)，计算每个抗体的亲合度fc；(7)选择操作pc(t)，得到子代抗体；(8)若子代抗体满足停机条件，将子代抗体中亲合度最高的抗体对应图像类属划分作为输出结果。本发明具有变化检测精度高、边缘定位准确的优点，可用于对复杂图像的变化检测。CN109823ACN101908213ACCNN110190821301908219A权利要求书1/2页1.一种基于量子免疫克隆的SAR图像变化检测，包括以下步骤：(1)对输入的两时相图像分别采用中值滤波，得到滤波后的图像I1和I2；(2)对滤波后的图像I1和I2求对数比差异影像I3，并将该I3的灰度值作为聚类数据集；(3)设置抗体规模N＝20、类别数k＝2和停机条件，随机产生初始量子抗体作为聚类数据集的初始聚类中心，Q(t)中的都以等概率初始化，所述的停机条件包括最大亲合度值改变量的阈值ε＝10e-5以及连续无法改进次数n＝5；(4)通过观察量子抗体Q(t)的状态，随机产生一个[0，1]数，若随机产生的数大于则在相应的二进制位上取1，否则取0，以得到观测后的解每个表示长度为m的二进制串(x1x2…xm)；(5)计算观测后的二进制抗体p(t)与聚类数据集的亲合度函数fk，保留当前种群中的最优子抗体qbest；(6)将量子抗体Q(t)进行量子旋转门变异操作，得到量子种群Qm(t)；(7)将量子种群Qm(t)进行量子全干扰交叉重组操作，得到聚类中心Qc(t)；(8)将聚类中心Qc(t)观测成为新的二进制抗体pc(t)，计算pc(t)中每个子抗体与聚类数据集的亲合度函数值fc；(9)对pc(t)进行选择操作，得到子代抗体p(t+1)；(10)判断子代抗体是否满足停机条件，如果满足该条件就将子代抗体中亲合度最高的抗体对应的图像类属划分作为输出结果，否则返回步骤(4)，循环执行步骤(4)～(10)，直到满足停机条件。2.根据权利要求1所述的图像变化检测方法，其中步骤(5)所述的计算观测后的二进制抗体p(t)与聚类数据集的亲合度函数fk，利用如下公式进行：其中，i表示类别，j表示样本点，μij表示一个像素点样本j属于各个类别i的隶属度，m表示模糊指数，d(xj，vi)表示第vi个聚类中心到第xj个像素样本之间的欧几里德距离。3.根据权利要求1所述的图像变化检测方法，其中步骤(6)所述的将量子抗体Q(t)进行量子旋转门变异操作，是在抗体Q(t)的每一个基本量子位按如下步骤进行：(3a)查找量子旋转门变异角θ变化表，如果亲和度函数f(xi)≥f(besti)，查询得到要旋转的角度Δθi，其中xi为当前抗体种群Q(t)的第i个基本量子位，besti为当前的最优抗体qbest的第i个基本量子位；(3b)根据得到的旋转角度Δθi，计算出新的量子位xi_new：2CCNN110190821301908219A权利要求书2/2页xi_new＝xi*U(Δθi)其中为量子门变换矩阵。4.根据权利要求1所述的图像变化检测方法，其中步骤(7)所述的将量子种群Qm(t)进行量子全干扰交叉重组操作，是通过使用量子的相干特性构造全干扰交叉操作实现重组算子，该操作采用对角线交叉的方式，使得种群中的所有抗体均参与交叉。5.根据权利要求1所述的图像变化检测方法，其中步骤(9)所述的对pc(t)进行选择操作，采用精英选择策略，即在进化过程中，如果某一代中的最优解的亲合度函数值