[发明专利]基于二阶统计量扰动分析的SAR图像变化检测方法

权利要求书

1.一种基于二阶统计量扰动分析的SAR图像变化检测方法，包括如下步骤：

(1)对采集场景初次的SAR图像X和该场景出现变化后的SAR图像Y依次进行配准、几何校正、辐射校正的预处理，并对这两幅图像做差取模值，得到差图像Z＝|X-Y|；

(2)用上述三个图像X、Y、Z中相同坐标的元素构造一组输入向量k＝[X_(x,y),Y_(x,y),Z_(x,y)]^T，并将k的形式简化为k＝[k₁,k₂,k₃]^T，

其中X_(x,y)是图像X在(x，y)坐标处的像素值，Y_(x,y),Z_(x,y)分别对应图像Y,Z在(x，y)坐标处的像素值，k₁,k₂,k₃分别与X_(x,y),Y_(x,y),Z_(x,y)一一对应，^T为转置操作符；

(3)根据向量k定义二阶统计量向量t：

t＝[<k₁²>,<k₂²>,<k₃²>,<k₁k₂>,<k₁k₃>,<k₂k₃>]^T/||[<k₁²>,<k₂²>,<k₃²>,<k₁k₂>,<k₁k₃>,<k₂k₃>]||₂

其中<·>代表求集合平均，||·||₂代表求向量的二范数；

(4)计算二阶统计量向量标准形式t_m到不变区域二阶标准向量t_u的投影矩阵P：

(4a)在不考虑相干斑噪声的前提下，设不变区域的输入向量k＝a[1,1,0]^T，a是一个与雷达回波强度有关的标量；

(4b)根据二阶统计量向量t的构造方式，计算出理想情况下不变区域二阶统计量向量t`的形式为去掉系数记作不变区域二阶统计量向量t`的标准形式t_m＝[1,1,0,1,0,0]^T；

(4c)将标准形式t_m投影到[1,0,0,0,0,0]^T方向，将[1,0,0,0,0,0]^T记作不变区域二阶标准向量t_u；

(4d)计算出从t_m到t_u的投影矩阵P：

P＝E-2(w·w^T)

其中，E是一个6阶单位矩阵，w是一个中间变量，^T为转置操作符，

w＝(t_m-|t_m|·[1,0,0,0,0,0])/||t_m-|t_m|·[1,0,0,0,0,0]||₂，

|·|代表取模操作，||·||₂代表求向量的二范数；

(5)通过投影矩阵P对全部二阶统计量向量t进行线性投影，得到一组二阶向量t_pr＝P·t，结合扰动分析，依次计算对每个坐标下的t_pr与不变区域二阶标准向量t_u的相关系数γ：

γ=11+R|tpr*Ttu|2tpr*Ttpr-|tpr*Ttu|2]]>

其中，R是根据实际数据设置的扰动分析参数，取值为R＝0.5，*为共轭操作符，

(6)每个坐标下的t_pr都能计算出一个γ，将这些γ按t_pr对应的坐标排列，构成差异图D；

(7)对上述差异图D做均值滤波，并对做均值滤波之后的差异图依次进行幂次变换和模糊C均值聚类，得到二值图像I，完成变化检测。