無(wú)降斑預(yù)處理的兩時(shí)相SAR圖像變化檢測(cè)方法研究.pdf

1、變化檢測(cè)是根據(jù)同一地區(qū)、不同時(shí)間獲取的多幅遙感圖像來(lái)確定地物變化特征和過(guò)程的技術(shù)。光學(xué)遙感的變化檢測(cè)技術(shù)已得到很好的研究及應(yīng)用。但是，光學(xué)遙感受光照和大氣條件影響嚴(yán)重，而相比之下，合成孔徑雷達(dá)(Synthetic ApertureRadar，SAR)具有全天時(shí)，全天候工作的能力，其所獲得的圖像-SAR圖像被廣泛地用于國(guó)防安全與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的眾多領(lǐng)域。但是由于自身相干成像系統(tǒng)的缺陷，SAR圖像中總不可避免地出現(xiàn)相干斑。
　　 一般地，

2、無(wú)監(jiān)督的SAR圖像變化檢測(cè)技術(shù)由三步構(gòu)成：預(yù)處理，差異圖構(gòu)造和閾值選擇。對(duì)已配準(zhǔn)、已校正的兩時(shí)相SAR圖像，預(yù)處理主要是降低斑點(diǎn)噪聲對(duì)后續(xù)處理的影響。預(yù)處理一般由濾波器完成，但這會(huì)導(dǎo)致細(xì)節(jié)信息的丟失，進(jìn)而影響定量性能和視覺(jué)效果。因而，開(kāi)展研究無(wú)降斑預(yù)處理的SAR圖像變化檢測(cè)方法研究是有意義的。本論文在避免使用濾波器對(duì)差異圖進(jìn)行降斑預(yù)處理的同時(shí)，為提高變化檢測(cè)定量性能，展開(kāi)對(duì)兩時(shí)相SAR圖像變化檢測(cè)方法的研究。主要工作概括如下：
　

3、　 1.為免去降斑預(yù)處理及克服選擇分布模型的限制，本章結(jié)合差異圖的特點(diǎn)和一種不涉及分布模型的交互式分割方法，產(chǎn)生不同“種子點(diǎn)”下的變化檢測(cè)結(jié)果后，再利用投票策略進(jìn)行決策級(jí)融合給出最終的變化檢測(cè)結(jié)果。分割中，將每個(gè)像素的特征設(shè)置為由差異圖及靜態(tài)小波變換分解差異圖再丟棄高頻系數(shù)后重構(gòu)得到的各層表示內(nèi)，對(duì)應(yīng)位置上的灰度值構(gòu)成的矢量。此特征及決策級(jí)融合的策略使本文變化檢測(cè)技術(shù)對(duì)SAR圖像中的斑點(diǎn)噪聲具有一定的魯棒性。在無(wú)需對(duì)SAR圖像做預(yù)處理

4、的情況下，對(duì)真實(shí)SAR圖像數(shù)據(jù)集的變化檢測(cè)結(jié)果證實(shí)了本章方法的有效性。
　　 2.閾值技術(shù)，由于其簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)性，已被廣泛地應(yīng)用于變化檢測(cè)。但是，閾值技術(shù)需要降斑預(yù)處理，否則效果不理想。為此，采用了一種值域受限的閾值策略代替?zhèn)鹘y(tǒng)的閾值方式。同時(shí)，為了克服閾值技術(shù)涉及分布模型的缺陷，用基于馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)(Markov random field，MRF)模型融合策略的融合各個(gè)閾值結(jié)果。由于閾值方式的改變及借助MRF模型利用鄰域信息，在

5、無(wú)降斑預(yù)處理的情況下，該方法的變化檢測(cè)定量性能有所提高。對(duì)真實(shí)SAR圖像數(shù)據(jù)集的變化檢測(cè)結(jié)果證實(shí)了本章方法的有效性。
　　 3.眾所周知，鄰域信息的利用有助于抑制噪聲的影響，其中經(jīng)典的策略是借助高斯MRF模型引入鄰域信息。但是其具有過(guò)光滑的特性，會(huì)使變化區(qū)域的邊緣有所失真。為了彌補(bǔ)該缺陷，提出了一種基于抽取和處理感興趣區(qū)域的策略替代MRF模型引入鄰域信息。通過(guò)結(jié)合該策略和搜索連通區(qū)域并把每個(gè)連通看作一個(gè)處理單元的操作，該方法無(wú)需

6、進(jìn)行降斑預(yù)處理，且所得的變化檢測(cè)結(jié)果在區(qū)域?qū)用嫔仙伞?duì)真實(shí)SAR圖像數(shù)據(jù)集的變化檢測(cè)結(jié)果證實(shí)了本章方法的有效性。
　　 4.為克服閾值技術(shù)涉及分布模型的缺陷，嘗試用了一種基于抽取過(guò)渡區(qū)域的閾值技術(shù)。該閾值技術(shù)不涉及分布模型的假設(shè)，但與其他閾值技術(shù)一樣，對(duì)SAR圖像中的噪聲敏感。為此，改進(jìn)了抽取過(guò)渡區(qū)域的方法的同時(shí)提出了提一種新的差異圖構(gòu)造方法。由于新的差異圖構(gòu)造方法和改進(jìn)的抽取過(guò)渡區(qū)域策略，該方法在無(wú)需降斑預(yù)處理的情況下，所得

7、結(jié)果與其他方法的具有可比性。對(duì)真實(shí)SAR圖像數(shù)據(jù)集的變化檢測(cè)結(jié)果證實(shí)了本章方法的有效性。
　　 5.基于閾值和MRF模型的變化檢測(cè)方法是SAR圖像變化檢測(cè)中兩大主流方法。但基于閾值的變化檢測(cè)方法存在諸如：涉及分布模型、未考慮空間關(guān)系等缺點(diǎn)；而基于MRF模型的變化檢測(cè)方法，由于高斯MRF模型具有過(guò)光滑的特性，變化區(qū)域的邊緣會(huì)有所失真。針對(duì)兩大主流方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種基于融合的混合型SAR圖像變化檢測(cè)方法。該方法通過(guò)采用受啟