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专利号: 2019104216173
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Rao检验的SAR影像变化检测方法,其特征在于包括如下步骤:a获取覆盖同一地理区域经过配准和几何校正的两幅不同时相SAR影像I1和SAR影像I2;

b作出用于SAR影像变化检测的Rao检验零假设H0和备择假设H1;

c针对SAR影像I1和SAR影像I2,设置Rao检验的邻域窗口大小N,利用公式:计算零假设H0约束条件下参数θ的极大似然估计值 其中 是H0约束条件

下SAR影像I1窗口大小为N的邻域内像元强度均值的极大似然估计值, 是H0约束条件下SAR影像I2窗口大小为N的邻域内像元强度均值的极大似然估计值,T为矩阵转置符号,参数θ=[u1 u2]T是SAR影像I1和SAR影像I2相同位置窗口大小为N的邻域内像元强度均值组成的列向量,u1是SAR影像I1窗口大小为N的邻域内像元强度均值,u2是SAR影像I2窗口大小为N的邻域内像元强度均值;

d计算零假设H0约束条件下参数θ的Fisher信息矩阵

e把极大似然估计值 代入备择假设H1约束条件下SAR影像I1和SAR影像I2同一位置包含N0个像元的邻域联合概率密度函数 计算邻域联合概率密度函数 关于参数θ的偏导数 其中 是数学中的偏导数符号,ln是计算自然对数的数学符

号,z是SAR影像I1和SAR影像I2同一位置包含N0个像元的邻域的观测值,N0=N×N为窗口大小为N的邻域内像元数量;

f生成SAR影像I1和SAR影像I2基于Rao检验的差异影像DRao;

g采用最大化熵法确定差异影像DRao的分割阈值TD;

h利用阈值TD分割差异影像DRao,生成包含变化区域和不变化区域的二值变化检测结果图,并利用白色区域表示SAR影像I1和SAR影像I2之间的地表覆盖信息发生了变化,利用黑色的区域表示SAR影像I1和SAR影像I2之间的地表覆盖信息没有发生变化,最终直观的将SAR影像I1和SAR影像I2之间的地表覆盖变化信息展现出来。

2.根据权利要求1所述的基于Rao检验的SAR影像变化检测方法,其特征在于:所述步骤b中零假设H0和备择假设H1均为假设,其中零假设H0为SAR影像I1和SAR影像I2之间的地表覆盖信息发生了变化,SAR影像I1和SAR影像I2之间的有效散射截面积不同,具有未知的模式;

备择假设H1为:SAR影像I1和SAR影像I2之间的地表覆盖信息没有发生变化,SAR影像I1和SAR影像I2之间的有效散射截面积相同。

3.根据权利要求1所述的基于Rao检验的SAR影像变化检测方法,其特征在于:所述步骤c中零假设H0约束条件下参数θ的极大似然估计值 的元素 计算公式为:式中:N0=N×N为窗口大小为N的邻域内像元数量,zn,i是第i幅影像中位置为n的像元强度值。

4.根据权利要求1所述的基于Rao检验的SAR影像变化检测方法,其特征在于:所述步骤d中Fisher信息矩阵 是大小为2×2的矩阵,位置(p,q)处矩阵元素 的计算公式为:式中,p=1,2,q=1,2,v为等效视数,N0=N×N为窗口大小为N的邻域内像元数量,zn,p为第p幅影像中位置为n的像元强度值,zn,q为第q幅影像中位置为n的像元强度值,E为数学期望符号。

5.根据权利要求1所述的基于Rao检验的SAR影像变化检测方法,其特征在于:所述步骤e中 关于参数θ的偏导数 的计算公式为:式中,v是等效视数,N0=N×N为窗口大小为N的邻域内像元数量,u是备择假设H1约束条件下SAR影像I1和SAR影像I2同一位置包含N0个像元的邻域的实际均值。

6.根据权利要求1所述的基于Rao检验的SAR影像变化检测方法,其特征在于:所述步骤f中生成SAR影像I1和SAR影像I2基于Rao检验的差异影像DRao步骤如下:f1 利用公式: 计算SAR影像I1和

SAR影像I2在同一位置(j,k)处包含N0个像元的邻域的Rao检验统计量tRao(j,k),式中,z是SAR影像I1和SAR影像I2同一位置包含N0个像元的邻域的观测值, 是零假设H0约束条件下参数θ的Fisher信息矩阵 的逆矩阵;

f2 利用公式:DRao(j,k)=tRao(j,k)生成差异影像DRao,式中,DRao(j,k)为差异影像DRao中位置(j,k)处的像元灰度值。