基于自适应权值差异图融合和聚类的SAR图像变化检测方法研究
本文选题:变化检测 + 图像融合 ; 参考:《西安电子科技大学》2014年硕士论文
【摘要】:研究同一地区不同时相的两种或多种SAR(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像之间发生的变化叫做SAR图像变化检测,可以被应用于社会、经济、军事等许多方面。近几年,由于SAR图像具备全天候、全天时的工作能力以及对地物具有一定的穿透能力和成像覆盖面积大等一系列优点,使得SAR图像成为变化检测的主要数据来源。本论文对SAR图像变化检测中差异图的分析和差异图的构造等方面进行了探索,所取得的主要研究成果为:1.提出了一种基于自适应权值的差异图融合策略,并用于SAR图像变化检测。利用所提出的基于自适应权值的差异图融合策略,将对数比值差异图与直接比值差异图进行融合,再对融合后的差异图进行kmeans聚类,获得最后的变化检测结果。该方法不仅使得融合参数能够根据不同差异图的特性自适应调整,而且考虑了邻域灰度信息与空间信息,提高了变化检测精度和算法的抗噪性能。2.提出了一种基于自适应权值图像融合及PCA特征提取的SAR图像变化检测方法。根据自适应权值,将直接比值差异图和对数比值差异图进行图像融合。再对融合后的差异图用PCA方法进行特征提取,从而获得每个像素对应的特征向量,并组成特征空间矩阵。将k-means聚类方法对于PCA提取的特征,对原始数据进行特征提取,获得特征空间矩阵,再进行聚类,该方法通过非线性映射可以较好地辨别、提取并放大有用的特征,获得更为精准的聚类,使变化检测的错误率进一步降低。使得抗噪能力增强,总错误数减少,提高了变化检测的精度。3.提出了一种基于马尔科夫随机场模糊聚类的SAR图像变化检测方法。该方法将马尔科夫随机场模型应用到模糊c均值聚类中,提高了在马尔科夫随机场模型中所用的能量函数的最小二乘模型方法拟合的精度,并改进了模糊聚类的目标函数,在原始目标函数中加入了KL(Kullback-Leibler)信息正则化,使聚类更为准确,从而提高了算法的变化检测精度与抗噪性能。本论文工作得到国家自然科学基金(No.61003199)、中央高校基本科研业务费专项资金(Nos.JB140216和K5051202019)资助。
[Abstract]:The study of the changes between two or more SAR(Synthetic Aperture Radarar images in the same area is called SAR image change detection, which can be applied to many aspects, such as society, economy, military and so on. In recent years, SAR images have become the main data source for change detection because of their all-weather, all-day working ability and a series of advantages such as the ability to penetrate objects and the large imaging coverage. In this paper, the analysis of the difference map and the construction of the difference map in the SAR image change detection are explored. The main research results are: 1: 1. A differential image fusion strategy based on adaptive weights is proposed and applied to SAR image change detection. Using the adaptive weight based differential map fusion strategy, the logarithmic ratio difference map and the direct ratio difference map are fused, and then the difference map after fusion is clustered by kmeans, and the final change detection results are obtained. This method not only adaptively adjusts the fusion parameters according to the characteristics of different difference images, but also takes into account the neighborhood gray level information and spatial information, and improves the accuracy of change detection and the anti-noise performance of the algorithm. A change detection method for SAR images based on adaptive weight image fusion and PCA feature extraction is proposed. According to the adaptive weights, the direct ratio difference map and the logarithmic ratio difference map are fused. Then the fused difference map is extracted by PCA method, and the corresponding feature vectors of each pixel are obtained, and the feature space matrix is formed. The k-means clustering method is used to extract the features extracted from the PCA, the original data is extracted, the feature space matrix is obtained, and then the clustering is carried out. The method can identify, extract and enlarge the useful features by nonlinear mapping. More accurate clustering was obtained, and the error rate of change detection was further reduced. The ability to resist noise is enhanced, the total number of errors is reduced, and the accuracy of change detection is improved by 3. 3. A change detection method for SAR images based on Markov random field fuzzy clustering is proposed. In this method, Markov random field model is applied to fuzzy c-means clustering, which improves the fitting accuracy of the least square method of energy function used in Markov random field model, and improves the objective function of fuzzy clustering. In the original objective function, KLU Kullback-Leibler information regularization is added to make the clustering more accurate, thus improving the change detection accuracy and anti-noise performance of the algorithm. The work of this paper is supported by the National Natural Science Foundation No. 61003199, and the special funds for basic scientific research operating expenses of central colleges and universities, namely, Nos.JB140216 and K5051202019.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN957.52
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 宋翠玉;李培军;杨锋杰;;运用多尺度图像纹理进行城市扩展变化检测[J];国土资源遥感;2006年03期
2 徐宏根;宋妍;;顾及阴影信息的高分辨率遥感图像变化检测方法[J];国土资源遥感;2013年04期
3 刘直芳,张剑清;城区变化检测的一种方法[J];测绘通报;2001年02期
4 倪林,冷洪超;机场区域变化检测研究[J];遥感技术与应用;2002年04期
5 李小春,陈鲸;一种变化检测的新算法[J];宇航学报;2005年03期
6 唐德可,付琨,王宏琦;基于光谱和空域信息的城区变化检测方法研究[J];测绘科学;2005年06期
7 钟家强;王润生;;一种基于线特征的道路网变化检测算法[J];遥感学报;2007年01期
8 吴华;常艳玲;沙瑞;;基于Laplacian Eigenmap的图像变化检测虚警优化技术[J];计算机工程与应用;2007年32期
9 霍春雷;程健;卢汉清;周志鑫;;基于多尺度融合的对象级变化检测新方法[J];自动化学报;2008年03期
10 李雪;舒宁;王琰;;利用向量相似性进行基于像斑的土地利用变化检测[J];遥感信息;2009年06期
相关会议论文 前10条
1 尤红建;詹芊芊;;尺度优化的星载SAR图像变化检测[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
2 刘元波;;环境遥感变化探测研究中的若干问题:辐射校正方法与变化检测算法及其理论关系[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
3 邢帅;徐青;;高分辨率卫星遥感影像变化检测技术的研究[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
4 霍春雷;程健;周志鑫;卢汉清;;基于尺度传播的多尺度变化检测新方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
5 张蔚然;韩萍;;基于去取向理论的极化SAR变化检测[A];第二十五届中国(天津)2011’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2011年
6 胡艳;李胜;何宗;罗灵军;李静;;水体变化检测在重庆市干旱遥感监测中的应用[A];重庆市测绘学会第三届优秀论文评选获奖论文暨2005-2006年度学术交流会论文选编[C];2008年
7 张铁军;;年度土地利用变更调查中遥感监测图斑提取方法浅析[A];福建省土地学会2012年年会论文集[C];2012年
8 柳思聪;杜培军;;基于形态学滤波的多时相遥感影像变化检测方法研究[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
9 刘志刚;李夕海;钱昌松;;遥感图像变化检测问题浅析[A];陕西地球物理文集(五)国家安全与军事地球物理研究[C];2005年
10 刘翔;李万茂;高连如;陶发达;倪金生;;基于遥感图像变化检测的投资项目搜索技术研究[A];中国遥感应用协会2010年会暨区域遥感发展与产业高层论坛论文集[C];2010年
相关博士学位论文 前10条
1 郝明;基于空间信息准确性增强的遥感影像变化检测方法研究[D];中国矿业大学;2015年
2 王凌霞;基于多尺度分析和自然进化优化的遥感图像配准与变化检测[D];西安电子科技大学;2015年
3 李向军;遥感土地利用变化检测方法探讨[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
4 邓小炼;基于变化矢量分析的土地利用变化检测方法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
5 李雪;基于像斑信息挖掘的土地利用变化检测方法研究[D];武汉大学;2010年
6 张路;基于多元统计分析的遥感影像变化检测方法研究[D];武汉大学;2004年
7 罗旺;遥感图像的变化检测与标注方法研究[D];电子科技大学;2012年
8 王琰;基于像斑统计分析的高分辨率遥感影像土地利用/覆盖变化检测方法研究[D];武汉大学;2012年
9 邓湘金;基于模式识别知识的遥感图像变化检测研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
10 祝锦霞;高分辨率遥感影像变化检测的关键技术研究[D];浙江大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 张家琦;遥感影像变化检测方法及应用研究[D];中国地质大学(北京);2015年
2 李玲玲;基于NSCT和NSST的图像变化检测算法研究及应用[D];新疆大学;2015年
3 胡雪梅;基于MST的遥感图像变化检测研究[D];新疆大学;2015年
4 杨国栋;基于分布式并行聚类的SAR图像变化检测算法研究[D];西安电子科技大学;2014年
5 王桥;基于多目标模糊聚类的SAR图像变化检测[D];西安电子科技大学;2014年
6 张文婷;基于自适应权值差异图融合和聚类的SAR图像变化检测方法研究[D];西安电子科技大学;2014年
7 任新营;基于OpenCL的并行SAR图像变化检测[D];西安电子科技大学;2014年
8 杨晓丽;多时相遥感影像的变化检测[D];西安电子科技大学;2011年
9 景奉广;高分辨率遥感图像土地利用变化检测方法研究[D];西安科技大学;2008年
10 徐丽华;顾及投影差的遥感影像变化检测[D];武汉大学;2005年
,本文编号:1874396
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/1874396.html