基于目标检测的SAR图像变化检测方法研究

摘要

图像的变化检测技术旨在检测同一地区不同时间的变化情况.变化检测技术在环境、农业、水利和军事等诸多领域都有着非常广泛的应用,是遥感技术的重要研究方向之一.合成孔径雷达(SAR)具有全天候,全天时的特点,是很好的变化检测信息源,研究SAR图像变化检测技术有着非常广阔的应用前景.目前常用的方法普遍要以精确的配准为前提,然而在图像处理中,图像配准技术仍然是一个难点,尤其对于SAR图像很难找到一种既有很高的配准精度又具有很强的适用性的图像配准方法,这样就使得目前的变化检测方法的适用范围受到一定程度的限制.该文针对目前常用的变化检测方法所存在的问题,同时考虑人造目标在SAR图像上的特点,提出了一种基于目标检测的SAR图像变化检测方法.该方法分为目标检测和变化检测两个步骤:首先检测图像中感兴趣的人造目标;然后比较两幅图像上各自检测出来的目标间的相对位置关系的相似性,从结果的匹配程度中判断出两幅图像的变化情况.这种基于目标检测的变化检测方法的主要思想是通过图像中的人造目标之间相对位置关系的相似程度确定图像的变化情况,这样就在很大程度上降低了变化检测对图像配准精度的依赖性.在目标检测阶段,该文提出了一种改进型的双参数恒虚警检测器,它在多目标等复杂环境下的检测性能要优于一般的恒虚警检测器.在变化检测阶段,采用了一种分方向的数学形态学闭运算,它对目标边缘的平滑能力要强于普通的形态学闭运算,更利于提取目标的特征点.该文所进行的各项研究工作,均应用不同时期的北京地区SAR图像数据进行了验证,实验表明该方法在很宽的配准精度范围内都可获得较满意的结果.

目录

文摘

英文文摘

研究成果声明和关于学位论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1目前常用的变化检测方法

1.1.1图像差值法

1.1.2归一化图像差值法

1.1.3图像比值法

1.1.4分类后比较法

1.1.5内积分析法

1.1.6变化向量分析法

1.1.7直接多时相分类法

1.1.8图像回归法

1.1.9主分量分析法

1.1.10植被索引差值法

1.1.11统计测试法

1.1.12其他方法

1.2目前变化检测方法的主要局限

1.3 SAR图像中的目标类型

1.4本文的研究思路

1.5本论文的工作和内容安排

第二章合成孔径雷达图像特点

2.1合成孔径雷达原理

2.1.1机载侧视雷达系统

2.1.2合成孔径原理和脉冲压缩

2.1.3合成孔径雷达的理论模型

2.2雷达图像特点

2.2.1影响雷达回波强度的因素

2.2.2典型地物在雷达图像中的特点

2.2.3人造目标在SAR图像上的特点

第三章目标检测

3.1 CFAR检测技术简介

3.2杂波分布模型与基本的CFAR检测器

3.2.1杂波分布模型

3.2.2常用CFAR检测器

3.3双参数恒虚警检测器及其改进算法

3.3.1双参数恒虚警检测器

3.3.2改进型双参数恒虚警检测器

3.4目标检测后处理

3.5实验结果与分析

第四章变化检测

4.1图像配准

4.1.1定义

4.1.2转换类型

4.2数学形态学处理

4.2.1基本的形态学运算

4.2.2分方向的形态学闭运算

4.3目标点选取

4.3.1 Freeman曲线编码

4.3.2特征点提取

4.4分组匹配

4.5三角剖分

4.5.1 Delaunay三角剖分基础

4.5.2生长匹配法

4.6变化检测结果表示

4.7实验结果与分析

第五章结束语

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢