【技术实现步骤摘要】
基于融合和PCA核模糊聚类的遥感图像变化检测方法
本专利技术属于图像处理
,涉及遥感图像变化检测方法,可用于城区规划、自然灾害评估、土地利用和土地覆盖的动态监测等领域。
技术介绍
遥感图像变化检测是指通过对同一地区不同时期的两幅或多幅图像进行比较分析,根据图像之间的差异来获取地物的变化信息。遥感图像变化检测技术已成功地应用于众多领域,如环境监测、土地利用和土地覆盖的动态监测、森林或植被的变化分析、灾害评估、农业调查、城镇变化研究及在军事中的人造目标监测和地面武装部署分析。遥感图像变化检测方法主要包括3个步骤:(1)图像预处理;(2)差异图的构造;(3)变化信息的提取。其中:在差异图的构造中,差值法和比值法作为两种最基本的方法,分别通过对校正后的两时相遥感图像逐像素相减和相除运算来获得差异图。由于SAR图像中相干斑噪声的乘性特征,比值法比差值法更适合于SAR图像差异图的构造,并且比值法对校准误差不敏感。目前在用比值法构造差异图时主要采用对数比或均值比的形式。Dekker提出使用对数比的方法构造差异图,它除了可以将乘性噪声转化为加性噪声外,还对比值图像的变化范围进行了压缩。均值比法就是取对应像素的邻域均值再求比值,它对噪声具有更强的鲁棒性。然而这种比值法,包括均值比和对数比方法在一定程度上夸大了低灰度值区域的变化,不能真实地反映变化信息。如灰度值从2到20的变化与从20到200的变化,比值法将无法区分,而差值法的变化就很明显。因此,使用单一的比值法或差值法方法进行差异图的构造会存在检测精度低以及适用范围窄等问题。变化信息的提取常用的方法是利用K-mean ...
【技术保护点】
一种基于融合和PCA核模糊聚类的遥感图像变化检测方法,包括如下步骤:(1)读入在不同时刻从同一地区获取的两幅遥感图像X1和X2,并对这两幅遥感图像进行3×3中值滤波;(2)获取中值滤波后两幅图像的差异图:(2a)计算中值滤波后两幅图像对应像素灰度值的差,并进行归一化,得到差值图Xd1;(2b)计算中值滤波后两幅图对应像素灰度值的商,并对商取对数后,再进行归一化,得到对数比值图Xd2;(2c)计算中值滤波后两幅图的均值比,并归一化,得到均值比图Xd3;(3)对差值图Xd1,对数比值图Xd2及均值比图Xd3分别进行3层平稳小波变换,得到每一幅图的低频子带系数和高频子带系数;分别对该3幅图的低频子带系数和高频子带系数进行融合,并对融合后的低频子带系数和高频子带系数进行平稳小波反变换,得到融合后的图像Xd;(4)用PCA方法对融合后的图像Xd进行特征提取,得到融合后图像Xd中每个像素的特征向量,构成特征空间矩阵Q;(5)用基于核的模糊C均值聚类方法,将特征空间矩阵Q聚成两个不同的类别A和B;(6)根据特征空间矩阵Q中的每一列为融合后图像Xd每个像素的特征向量的对应关系及特征空间矩阵Q的聚类结果 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于融合和PCA核模糊聚类的遥感图像变化检测方法,包括如下步骤:(1)读入在不同时刻从同一地区获取的两幅遥感图像X1和X2,并对这两幅遥感图像进行3×3中值滤波;(2)获取中值滤波后两幅图像的差异图:(2a)计算中值滤波后两幅图像对应像素灰度值的差,并进行归一化,得到差值图Xd1;(2b)计算中值滤波后两幅图对应像素灰度值的商,并对商取对数后,再进行归一化,得到对数比值图Xd2;(2c)计算中值滤波后两幅图的均值比,并归一化,得到均值比图Xd3;(3)对差值图Xd1,对数比值图Xd2及均值比图Xd3分别进行3层平稳小波变换,得到每一幅图的低频子带系数和高频子带系数;对该3幅图的低频子带系数进行融合,舍弃差值图的高频子带系数,并对均值比图Xd3和对数比值图Xd2的高频子带系数进行融合;对融合后的低频子带系数和高频子带系数进行平稳小波反变换,得到融合后的图像Xd;(4)用PCA方法对融合后的图像Xd进行特征提取,得到融合后图像Xd中每个像素的特征向量,构成特征空间矩阵Q;(5)用基于核的模糊C均值聚类方法,将特征空间矩阵Q聚成两个不同的类别A和B;(6)根据特征空间矩阵Q中的每一列为融合后图像Xd每个像素的特征向量的对应关系及特征空间矩阵Q的聚类结果,将Xd划分为与特征空间矩阵Q聚类结果相对应的两个不同类别A'和B',分别计算这两个不同类别的均值,并均值较大的那一类则为变化类,均值较小的那一类则为非变化类,由此得到最终的变化检测结果。2.根据权利要求1中所述的方法,其中步骤(3)所述的对3幅图的低频子带系数进行融合,按如下公式进行:difL=A2/4+A3/4+A1/2式中,difL是融合后的低频子带系数,A1,A2,A3分别表示差值图Xd1,对数比值图Xd2和均值比图Xd3进行平稳小波变换后的低频子带系数。3.根据权利要求1中所述的方法,其中步骤(3)所述的对2幅图的高频子带系数进行融合,按如下公式进行:式中,N表示分解的层数,N=1,2,3,l和p分别为对数比值图和均值比图;表示对数比值图进行平稳小波变换后的高频子带系数在坐标(i,j)处的值;表示均值比图进行平稳小波变换后的高频子带系数在坐标(i,j)处的值,k=LH,HL,HH,LH表示水平方向的高频子带,HL表示垂直方向的高频子带,HH表示对角方向的高频子带;表示对数比值图的局部能量系数,它是对数比值图的高频子带系数以坐标(i,j)为中心的3×3矩形窗口内所有元素的平方和;表示均值比图的局部能量系数,它是均值比图的高频子带系数以坐标(i,j)为中心的...
【专利技术属性】
技术研发人员:慕彩红,焦李成,霍利利,刘若辰,马文萍,王桂婷,刘勇,师萌,张文婷,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:
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