[发明专利]基于FPGA的SAR图像变化检测方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的SAR图像变化检测方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)读入两幅已经完成配准的不同时期的待变化检测的SAR图像X¹和X²，并将其存储于FPGA的全局内存中；

(2)对待变化检测的两幅SAR图像X¹和X²进行基于开放计算语言OpenCL的FPGA并行Lee滤波；

(3)根据滤波后的图像生成两种不同特性的差异图，即能够保证变化信息幅值的直接差异图D¹和能够抑制SAR图像相干噪声的对数比值差异图D²；

(4)在基于OpenCL的FPGA中，对两种不同特性的差异图依次进行离散小波变换、小波系数融合和离散小波逆变换，得到兼顾上述两种特性的融合差异图D；

(5)在基于OpenCL的FPGA中，用聚类的方法对融合差异图D进行聚类，得到变化检测结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中对待变化检测的两幅SAR图像X¹和X²进行基于开放计算语言OpenCL的FPGA并行Lee滤波，是在FPGA的不同索引的工作项分别进行不同位置的图像滤波，Lee滤波公式如下：

其中，是滤波后像素值，是待滤波图像的窗口内像素均值，y是待滤波图像的窗口中心像素值，b是权重系数，C_n和C_y分别是噪声n和图像y的标准差系数；和σ_n分别是噪声的均值和标准差；σ_y和分别是待滤波图像窗口内的标准差和均值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(3)生成的直接差异图D¹，公式表示如下：

其中，是第一张SAR图像的第i像素点的像素值，为第二张SAR图像的第i像素点的像素值，为直接差异图中第i像素点的像素值，i是从1到m×n的取值，m和n分别为图像的高和宽。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)中生成的对数比值差异图D²，公式表示如下：

其中，是第一张SAR图像的第i像素点的像素值，为第二张SAR图像的第i像素点的像素值，为对数比值差异图中第i像素点的像素值，i是从1到m×n的取值，m和n分别为图像的高和宽。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)中对两种不同特性的差异图进行离散小波变换，是在FPGA的不同索引的工作项分别进行不同位置的小波变换，小波变换公式表示如下：

其中，A_r-1(i,j)表示待变换图像或上一层低频小波系数；A_r(i,j)表示图像分解后的低频小波系数；D_r^H(i,j)、D_r^V(i,j)和D_r^D(i,j)分别是分解后的图像在水平方向、垂直方向以及对角线方向上的高频小波系数；h为小波函数的低通滤波器，g为小波函数的高通滤波器，r表示第r层小波变换；(i,j)表示上述差异图的像素点的位置，i取值为从1到m/2，j取值为从1到n/2，m和n分别为图像的高和宽；p和q表示滤波器参数位置，取值均为从1到滤波器长度L。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)中对低频小波系数进行均值融合，是在FPGA的不同索引的工作项分别进行不同位置的低频系数均值融合，均值融合公式如下：

其中，是直接差异图和对数比值差异图的低频信息融合后的小波系数，和分别是直接差异图和对数比值差异图的低频信息；d表示直接差异图，r表示对数比值差异图，LL表示小波变换后产生的低频信息；(i,j)表示上述差异图的像素点的位置，i取值为从1到m，j取值为从1到n，m和n分别为图像的高和宽。