智能信息处理新理论,新技术专题研讨大报告.docx

课程：智能信息处理新理论，新技术专题研讨题目：SAR图像变化检测方法综述学号：姓名：摘要图像的变化检测是指通过分析在不同时间来自同一地区的两副或多幅图像，检测出该地区的地物随时间发生的变化信息。本文主要用遥感图像的变化检测为例来进行说明，遥感图像的变化检测已经广泛地应用于如森林资源的动态监测、土地覆盖和利用的变化监测、农业资源调查、城市规划布局、环境监测分析、自然灾害评估、地理数据更新以及军事侦察中战略目标(如道路、桥梁、机场)等的动态监视等许多领域。本文对常见的变化检测方法进行了概括性的介绍与优缺点评述，详细的介绍了各个方法的特点，并分析了当前变化检测方法中存在的普遍问题；并在此基础上，实现了一种基于模糊贴近度的变化检测方法，通过计算相应像素点之间的模糊贴近度，得到了差异图，并用FCM对其聚类，得到了目标图像的变化检测结果。关键词：变化检测 遥感 模糊贴近度1.引言随着社会与科技的发展，人类不断增强的开发资源与改造自然的能力，自然界的变化和人类的各种活动每天都在改变着地表景观及其土地利用形式。世界人口的快速增长及城市化的发展，加快了这种变化的速度。这些变化对地球资源和生态环境产生了深远的影响，已经引起了广泛关注。土地利用与土地覆盖变化研究已经成为全球变化研究中的前沿与热点。变化检测，正是这样一种可以精确的检测出上述变化情况的技术，已被广泛应用于社会经济中的诸多领域，例如城市规划建设、自然灾害的检测和评估、水系检测、地理数据更新以及军事中道路、桥梁等战略目标的动态监视等等，尤其是在最近的各种自然灾害中更是发挥着不可替代的作用。一般来说，图像的变化检测指的是以一幅时相的图像作为参考，检测出其它时相图像相对参考图像的差异，一般分为以下三个方面的内容：1）判断图像区域内的感兴趣目标是否随时间发生了变化；2）确定变化区域的具体位置；3）对变化检测结果进行评估，计算一些性能指标。由于遥感图像对地物的观测具有实时、覆盖范围广、多光谱等特点，从不同时间怕爱舍的遥感图像中检测出地物德尔变化信息成了变化检测的研究热点。所谓遥感图像的变化检测，就是对同一地点在不同时期拍摄的多幅遥感图像，采用图像处理和模式识别等手段进行分析，从而检测出该地区的地物变化信息，这类变化检测的问题也被称为同源SAR图像变化检测。2.遥感图像变化检测技术现状随着遥感图像获取技术的快速发展，利用遥感图像进行变化检测得到了广泛的应用，研究者们从不同角度研究了很多变化检测方法和理论模型。根据目标对象可将变化检测方法分为基于像素级的变化检测、基于特征级的变化检测和基于目标级的变化检测三类；根据目标检测方法的不同可以分为阈值法、聚类法、水平集法和图切法；根据是否需要训练样本这一准则，变化检测方法可以分为有监督的变化检测方法和无监督的变化检测方法。其中。有监督的变化检测方法是基于有监督的图像分类方法，需要提前获得地表数据以便提取训练样本，对分类器进行训练，从而进行变化检测，但是一般情况下地表的精确数据是难以获取的，因此这种方法在实际应用受到了很大的限制。无监督的变化检测方法通过比较不同时相的几幅图像（一般是两幅），产生一幅差异图像，再对此差异图进行分割（聚类法、阈值法等）得到最终的检测结果。该方法可以在不需要提前确定地表真实情况下准确的检测出变化区域，因此得到了广泛的研究与应用。3.常见SAR图像变化检测方法同源图像变化检测是指针对同一地区在不同时刻用相同传感器拍摄的多幅图像，利用模式识别等相关手段对其进行处理和分析，找出该地区地表变化信息的技术；顾名思义，异源图像变化检测是指针对同一地区在不同时刻用不同类型的传感器拍摄的多幅图像，利用模式识别等相关手段对其进行处理和分析，找出该地区地表变化信息的技术。由此可见，同源和异源图像变化检测之间必然存在着千丝万缕的关系，因此，研究同源图像变化检测方法对解决异源图像变化检测问题有极大的帮助。本章将简要阐述同源图像变化检测的一般处理流程，并对现有的一些检测方法进行综述。3.1 变化检测方法的一般处理流程常规图像变化检测流程一般包括以下几个方面：数据预处理、变化区域提取、后处理、结果评价。3.1.1 变化检测的数据预处理（1）图像配准在成像过程中，由于受到传感器结构差异等内部因素和入射角变化、地形起伏等外部因素的影响，多时相图像之间必然会存在一定的几何畸变。因此，在进行变化检测工作之前，必须要对图像进行及和配准，以提高检测结果的可靠性。一个良好的配准结果是进行变化检测处理与分析的必要前提，也是从图像数据中提取有用信息的必要条件。（2）图像校正由于受到光照条件、大气条件、传感器本身特性、人为因素等不同程度的影响，在使用多时相图像进行变化检测时，必须进行辐射校正。辐射校正分绝对辐射校正和相对辐射校正。但是绝对辐射校正需要事先确定传感器角度、太阳高