Unsupervised change detection in multitemporal SAR images using MRF models

An unsupervised change-detection method that considers the spatial contextual information in a log-ratio difference image generated from multitemporal SAR images is proposed. A Markov random filed (MRF) model is particularly employed to exploit statistical spatial correlation of intensity levels among neighboring pixels. Under the assumption of the independency of pixels and mixed Gaussian distribution in the log-ratio difference image, a stochastic and iterative EM-MPM change-detection algorithm based on an MRF model is developed. The EM-MPM algorithm is based on a maximiser of posterior marginals (MPM) algorithm for image segmentation and an expectation-maximum (EM) algorithm for parameter estimation in a completely automatic way. The experiment results obtained on multitemporal ERS-2 SAR images show the effectiveness of the proposed method.     

Unsupervised Change Detection in Multitemporal SAR Images Using MRF Models

An unsupervised change-detection method that considers the spatial contextual information in a log-ratio difference image generated from multitemporal SAR images is proposed. A Markov random filed (MRF) model is particularly employed to exploit statistical spatial correlation of intensity levels among neighboring pixels. Under the assumption of the independency of pixels and mixed Gaussian distribution in the log-ratio difference image, a stochastic and iterative EM-MPM change-detection algorithm based on an MRF model is developed. The EM-MPM algorithm is based on a maximiser of posterior marginals (MPM) algorithm for image segmentation and an expectation-maximum (EM) algorithm for parameter estimation in a completely automatic way. The experiment results obtained on multitemporal ERS-2 SAR images show the effectiveness of the proposed method.     

基于提升格式小波包变换的SAR影像去噪(英文)

According to the different characteristics that signal and noise exhibit during wavelet decomposition, a new denoising method based on the lifting scheme wavelet packet decomposition is presented. In this method, the SAR images are decomposed by using the best wavelet packet and the norm of each sub-band are calculated; signals and noise can be discriminated based on the norm and soft-threshold method, and the images can be denoised. Experiments show that the proposed algorithm has excellent performance in denoising SAR images, and can remove most noise of images with well-kept texture detail information. The calculating speed of the method is twice the speed of the general wavelet packet transform algorithm.     

局部统计活动轮廓模型的SAR图像海岸线检测

首次将局部统计活动轮廓模型引入SAR图像海岸线检测问题中,提出了一种基于局部统计活动轮廓模型的SAR 图像海岸线检测方法。首先利用C-V模型进行粗分割,消除局部统计活动轮廓模型对初始轮廓线设置要求严格的限制,然后提出了一种基于G⁰分布的局部统计活动轮廓模型,进行精细分割。该模型采用G⁰分布对轮廓线上每一点的邻域进行统计建模,增强了模型数据拟合能力,提高了海岸线检测精度,加入水平集函数惩罚项,消除了重新初始化过程。实测SAR图像实验表明,本文方法可用于精确海岸线检测。     

基于Radon变换的星载SAR图像窄V尾迹检测

在Radon变换的基础上,提出了一种在Radon变换域附加检测规则对星载SAR图像中窄V尾迹进行检测的方法。附加的规则由去除短线规则和去除孤立点规则组成,将该方法应用于星载SAR图像中不同表现形式下的窄V尾迹,实验表明,该方法具有一定的普遍适用性。     

DSSRM级联分割的SAR图像变化检测

SRM(Statistical Region Merging)分割算法具有快速、稳定和抗噪强的优点,基于此,本文提出一种基于DSSRM(Dynamic Sorting Statistical Region Merging)级联分割的SAR图像变化检测方法。首先,针对SRM算法基于单特征静态排序导致的过分割问题,提出一种动态排序模式的DSSRM算法以减少差异图像分割错误,该算法建立基于合并区域的多特征马氏距离排序准则,在每次合并之后更新区域邻接矩阵并重新排序;然后,基于互信息最小化准则构造多通道差异数据集以提高算法对区域合并的约束能力;最后,提出一种级联分割变化检测框架,第1级利用SRM算法将差异图像映射到超像素空间,第2级采用DSSRM算法对超像素进行动态合并获得收敛的分割结果,第3级采用简化SRM方法进行三次合并获得最终的变化检测图。实验结果表明,该方法可以获得比SRM方法和目前流行方法更好的检测性能。     

多尺度小波融合SAR影像边缘提取

本文在研究SAR影像地物边缘特征和灰度直方图分布规律的基础上,利用方向可调滤波器提取了边缘,并利用多尺度小波融合算法对提取的边缘进行了融合。实验证明,本方法在保持边缘连续性和准确性上取得了较为理想的结果。     

利用分形和多尺度分析的中低分辨率SAR图像变化检测

对于合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像像素级变化检测,常见的对数比、交叉熵差异图在提取建筑物等人造目标的变化时不能保持其结构特征。本文将分形维数引入到差异图构造中,定义了分形-对数比(fractal dimension-log ratio, FD-LR)融合差异图,在有效提取不同地物类型变化的同时,能够保持其轮廓结构。为克服斑噪干扰,对FD-LR进行多尺度分析,通过贝叶斯分割和决策级融合提取变化信息。实验结果表明,该方法模型简单,能够有效检测不同地物类型的变化,在中低分辨率复杂场景的SAR图像变化检测中具有优势。     

基于非下采样Contourlet变换的极化SAR图像融合与去噪

针对非下采样Contourlet变换(NSCT)在处理噪声影像中具有的优势,以及同极化SAR图像(HH、VV)之间的相关性与互补性,本文实验了一种基于非下采样Contourlet变换的极化图像融合方法。该方法首先对每个极化图像进行多尺度、多方向分解,然后对不同分解子带系数分别采用有利于斑点噪声去除和信息增强的融合规则进行融合,最终通过NSCT反变换得到融合图像。通过信息熵、相关系数以及等效视数等指标的评价,验证了该方法可以有效地实现信息增强,同时该方法也在一定程度上降低了斑点噪声的负面影响。     

SAR图像复合分布船只检测模型

提出了一种基于复合参数分布的SAR图像船只检测模型。模型使用Pearson分布系统模拟SAR图像海洋背景散射分布, Pearson分布系统由4种参数分布组成, 包括Pearson I分布(g)、Ⅲ分布、Ⅳ分布(反g)和Ⅵ分布。模型采用基于β平面的分布选择器确定采用哪种分布来拟合SAR图像海面后向散射分布, 同时利用4种分布, 结合CFAR技术, 建立CFAR方程, 通过解算方程得到检测阈值, 利用阈值进行SAR图像船只检测。通过图像试验验证表明, 该模型检测效果良好, 具有一定的实用价值。     

一种基于图像边缘特征的SAR斑点滤波算法

合成孔径雷达图像上的斑点噪声会阻碍图像的校准、检验、解译和应用,因此斑点噪声的去除是雷达图像处理的一个重要环节。通常的去噪方法在抑制噪声的同时也使得图像的边缘模糊,细节特征损失。理论和实践表明去除图像的斑点噪声和保持图像的边缘信息是无法同步实现的。为了在去除噪声和保持边缘特征之间进行折衷,本文基于MROA边缘检测算法以及均值滤波算法,提出了一种基于图像边缘特征的斑点噪声滤波算法。实验结果表明该算法能够在平滑图像的同时有效保持边缘特征信息。     

Modification of fractal algorithm for oil spill detection from RADARSAT-1 SAR data

This paper introduces a modified formula for the fractal box counting dimension. The method is based on utilization of the probability distribution formula in the fractal box count. The purpose of this method is to use it for the discrimination of oil spill areas from the surrounding features, e.g., sea surface and look-alikes in RADARSAT-1 SAR Wide beam mode (W1) and Standard beam mode (S2) data have been collected under different wind speeds. The results show that the new formula of the fractal box counting dimension is able to discriminate between oil spills, look-alike areas and pixels of the size of a single ship. The W1 mode data illustrate an error standard deviation of 0.05, thus performing a better discrimination of oil spills as compared to S2 mode data. We conclude that automatic detection and discrimination of oil spill and other sea surface features can be opertionalized by using the new formula for fractal box counting.     

基于分形理论的SAR图像边缘检测

分析了SAR图像的基本特点,阐述用DFBR模型表达SAR图像的基本原理,提出两种基于分形理论的SAR图像边缘检测方法。通过对传统方法、分形方法和多尺度分形方法的特性分析和实验,说明分形方法有较强的抗干扰性能,适用于SAR图像的边缘检测,并且基于多重分形的方法能获得更好的检测结果。     

超轻量网络的SAR图像舰船目标在轨提取

为了解决遥感卫星信息获取实效性差,严重依赖数据传输通信带宽,难以满足卫星在轨实时提取感兴趣目标需求等问题,本文设计了一种以全局统计为基础的高效舰船目标检测算法和超轻量化疑似目标真伪鉴别网络,实现舰船目标快速提取.采用传统图像处理方法快速检测目标,获取疑似目标切片,大幅降低数据量,采用自主设计改进的基于深度学习的超轻量鉴...     

利用RD模型和DEM数据的高分辨率机载SAR图像模拟

本文提出一种利用DEM数据基于RD模型的SAR图像模拟方法.该方法选择了Muhleman后向散射系数模型模拟SAR图像的辐射特性,引入SAR成像中的RD模型直接进行几何变换和灰度重采样模拟出SAR图像的几何特征.实验结果分析表明:模拟的SAR图像和真实SAR图像在图像纹理和几何关系上是一致的,而且几何关系可以精确配准到均方根误差为1.3个像素.     

利用纹理特征的SAR与光学图像融合方法研究

针对SAR与光学图像的融合问题,提出一种基于SAR图像中纹理特征的Contourlet变换融合方法。利用灰度共生矩阵法提取SAR图像的纹理特征,分析各个纹理特征间的相关性,得到重要纹理特征图。用HSV变换提取光学图像的强度分量。将重要纹理特征和强度分量利用改进的Contourlet多尺度变换融合,得到新的强度分量。通过HSV逆变换得到SAR与光学的融合图像。利用Landsat8和Cosmo-SkyMed图像进行融合实验,并与小波、HSV、Brovey、Contourlet变换融合方法对比分析,实验表明该方法能够较好的保持光学图像的光谱特征和SAR图像的纹理、强散射特征,增加图像细节信息,提高图像可解译性。     

新型Canny算法的SAR图像边缘检测

干涉作用会使合成孔径雷达回波信号产生相干斑点噪声,以致在图像边缘检测时产生许多虚假边缘;Canny边缘检测器能检测图像形状密度的变化,并寻找图像的边界。针对SAR图像的噪声特点和低像素级的特点,引进了小波去噪的方法来代替传统的高斯滤波,提出了在搜索算法上以广度搜索来代替深度搜索,由此改进了Canny算法,使用VC++编程实现了改进的算法对SAR图像进行边缘提取实验,对比结果证明此方法比以往算法有明显改进。     

自适应蚁群和模糊聚类的SAR图像分割

针对传统蚁群算法及模糊C-均值聚类算法在合成孔径雷达遥感图像分割中精度低下和收敛速度较慢的问题,该文提出了一种改进的自适应阈值的蚁群及模糊C-均值聚类算法,实现对复杂合成孔径雷达图像进行分割。针对不同的合成孔径雷达图像,首先利用最大类间方差法获取最优阈值,通过最优阈值干预避免蚁群算法陷入局部最优解;再将自适应阈值蚁群算法得到的聚类中心和聚类类别数输入模糊C-均值聚类算法中,最终实现图像分割。实验结果证明,该算法在时间和误分率上较传统方法有显著的改进。     

基于MRF信息融合的多通道SAR图像变化检测算法

SAR图像变化检测是近几年SAR图像应用研究的新领域,现有的SAR图像变化检测算法大多针对单通道图像数据,而利用多通道SAR图像数据进行变化检测,可以充分利用图像信息,能够得到更好的检测效果.论文研究了基于MRF信息融合的多通道SAR图像变化检测算法,通过融合图像不同通道信息,实现变化检测;并重点论述了算法的基本原理和算法实现过程,通过实验对比,证明了论文提出的算法可以得到较高的检测精度.     

一种改进人类视觉的SAR图像舰船检测方法

针对以离散余弦变换为核心的人类视觉模型舰船检测算法受数据类型限制的问题(即对复数类型的数据检测效果不好),该文提出了一种改进的人类视觉模型SAR图像舰船检测算法。该算法是以快速傅里叶变换代替离散余弦变换,将SAR图像从空间域变换到频率域;快速傅里叶变换对数据类型要求较低,只要求数据是离散的,并且运行效率更高。然后,采用3种星载SAR数据——ENVISAT ASAR(25m)、Sentinel-1(10m)和Cosmo-Skymed(2.5m)进行对比实验。结果表明,以快速傅里叶变换为核心的人类视觉模型舰船检测算法的检测性能和效率优于以离散余弦变换为核心的算法、双参数恒虚警率(CFAR)算法和K分布恒虚警率算法。