[发明专利]基于导向差异图的SAR图像变化检测方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体是涉及一种SAR图像变化检测方法，可用于自然灾害评估、环境资源监测和城市建设规划。

背景技术

合成孔径雷达SAR与可见光和红外遥感相比，具有全天时、全天候、穿透能力强的特性，因此无论在军事领域还是民用领域都得到了广泛的应用。随着SAR技术的快速发展，SAR图像变化检测技术变得日益重要。SAR图像变化检测是指通过比较和分析在同一区域所获得的不同时刻的两幅或多幅SAR图像，根据这些SAR图像之间的变化差异来获取所研究区域随时间而发生的变化信息。SAR图像变化检测的关键步骤在于生成相应的差异图像和对差异图像进一步的分析并提取变化信息。

西安电子科技大学在其专利申请“基于直方图和精英遗传聚类算法的SAR图像变化检测”(专利申请号：CN201310733079.4，公开号：CN103971362A)中提出了一种基于直方图和精英遗传聚类算法的SAR图像变化检测。通过双边滤波器的思想对所生成邻域差值差异图和邻域比值差异图进行融合，能够得到稳定的差异图；但是双边滤波器不具有良好的边缘保持性，而且与对数比差异图像相比，领域差值差异图和邻域比值差异图不能有效地抑制SAR图像的相干斑噪声，造成生成的差异图中变化区域含有较多的干扰信息。

西安电子科技大学在其专利申请“基于改进C-V模型的SAR图像变化检测方法”(专利申请号：CN201210231787.3，公开号：CN102779346A)中提出了一种基于改进C-V模型的SAR图像变化检测方法。通过改进的C-V水平集对差异图进行分割，具有较高的分割精确度，能够有效地提取变化信息；但改进的C-V水平集模型对初始化位置比较敏感且不能有效地抑制噪声的干扰，初始化位置的不同对分割精确度有很大影响，同时具有较高的时间复杂度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有SAR图像变化检测技术的不足，提出一种基于导向差异图的SAR图像变化检测方法，以有效地抑制差异图像中的干扰信息，增强图像的变化信息，生成鲁棒的差异图像，提高SAR图像变化信息结果提取的精确度。

本发明的技术方案是：通过合成导向差异图和进行LCK水平集进行差异图的分割，提出精确的差异图像分类策略，其实现步骤包括如下：

(1)输入同一区域t₁时刻的SAR图像X₁和t₂时刻的SAR图像X₂进行图像配准、几何校正和图像去噪预处理，获得预处理后两幅不同时刻的SAR图像I₁，I₂；

(2)对预处理后的两幅SAR图像I₁,I₂，通过均值比值法得到均值比值差异图I_M；

(3)对预处理后的两幅SAR图像I₁,I₂，通过对数比值法构造对数比值差异图I_L；

(4)利用导向滤波器，将均值比值差异图I_M作为导向图，将对数比值差异图I_L作为输入图，并对该导向图和输入图进行融合生成导向差异图I_G；

(5)利用基于局部相关熵的K均值聚类水平集模型对导向差异图I_G进行分割，得到变化检测的结果；

(5a)初始化水平集函数为Φ＝Φ⁰，并根据水平集函数Φ在导向差异图I_G上做一条闭合曲线：