[发明专利]基于邻域相似性及双窗口滤波的SAR图像变化检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及SAR图像变化检测领域，是一种不同时相的SAR图像差异图构造方法。该方法可以用来解决SAR图像变化检测领域中检测精度不高的问题，适用对多种复杂SAR图像提高SAR图像变化检测的精度。

背景技术

SAR图像变化检测就是从不同时间获取的同一地理区域的多时相遥感影像中，定性或定量的分析和确定地表变化特征和过程的技术。因为与光学遥感系统相比，SAR系统具有全天时、全天候获取数据的能力，所以SAR图像变化检测技术正广泛的应用于各个领域，例如环境监控，农业研究，城市区域研究，森林监控等方面。

SAR图像变化检测是遥感技术的主要应用之一。通过对不同时相同一场景的各种图像进行对比分析，根据图像之间的差异来得到人们所需要的地物或目标的变化信息。变化检测技术可以检测出不同时期图像灰度值或局部纹理之间的变化，在此基础上获得需要的目标在形状、位置、数量、及其它属性的变化情况。

然而，SAR图像在具有上述优点的同时，斑点噪声影响是其应用的一个主要瓶颈，如何从SAR图像自身特点出发，有效抑制斑点噪声是SAR图像实际应用中必须考虑的一个问题。随着计算机和成像技术的不断发展，SAR图像变化检测技术也在不断提高和改进中，近年来逐渐形成了以下几种较为常用的变化检测算法：

图像差值法：其主要过程是将两时相SAR图像对应像素点的灰度值相减得到差异图，然后选取0～255的阈值进行分割，得到变化和非变化区域。图像差值法算法简单，方便易行，但这种方法的缺点也比较明显：容易受SAR成像质量、波谱特征不同等客观条件影响，易产生“伪变化”信息。

图像比值法：其主要过程是计算两时相SAR图像对应像素点灰度值的比值得到差异图，如果一个像素没有发生变化，则比值应该接近与1，反之，远大于或远小于1。该方法对SAR图像的乘性噪声不敏感，但得到的差异图精确度往往会受变化类型影响较大。

图像均值比值法：其主要过程是运用两时相SAR图像对应像素点以及其邻域像素点的均值的比值得到差异图，此方法类似与比值法，对SAR图像的乘性噪声不敏感，而且还很好的消除了斑点噪声，使漏检率大大的降低。

上面三种方法是较为常用的变化检测方法，另外还有变化向量分析法，主分量分析法等等。但是这些方法均受SAR图像斑点噪声影响较大，必须预先对两时相SAR图像进行滤波去噪，这样就有可能对原始图像数据进行改变，另外这些方法构造的差异影响图中变化类与非变化类区别都不够明显，使分割后检测精度不高。

发明内容

本发明的目的在于：为了克服现有方法的检测错误率不足，提出了一种基于邻域相似性的差异影响图构造方法，以及针对自身特点设计的差异影像图滤波方法，弥补了其它一些差异影像图构造方法检测精度不高的缺陷。

本发明的技术方案是：基于邻域相似性的原理，结合了比值方法与均值比值方法的优点，提出了一种构造差异影像图的方法，根据邻域相似性方法构造两时相SAR图像的差异影像图DI，再通过对DI的双窗口滤波处理后Ostu阈值得到变化检测结果图。其具体实现步骤如下：

(1)对同一区域不同时间的两幅SAR图像A和B进行几何校正和配准；

(2)根据邻域相似性方法，按照如下步骤构造图像A和B的差异影像图DI；

2a)分别取得两时相SAR图像A和B在同一位置i上的像素灰度值邻域集合N₁(i)和N₂(i)，其大小为N×N，N∈{3，5，7，9}；

2b)比较两个邻域集合N₁(i)和N₂(i)的相似性，得到差异影像图DI在位置i上的像素相似度值DI(i)：