一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法，包括：S1、输入SAR图像并将SAR图像的像素倒置生成倒置图像；S2、取倒置图像的周围部分为隔离区，设定隔离区内的中央区作为参考图像，通过平移获取设定幅数的测试图像；S3、计算测试图像对比参考图像的似然比变化检测算子作为差异，并将计算结果做像素化处理获得差异图像；S4、计算所述差异图像的相邻灰度比值；S5、将第一个满足NI＞ND条件的灰度值T作为测试阈值；S6、对所有测试图像全部完成求解得到多个测试阈值并求算术平均；S7、根据最终检测阈值对输入的SAR图像做二值化处理，并进行形态学滤波以及面积滤波操作，最终检测出图像中的阴影区域。本发明专利技术能够有效的消除场景中的均匀背景杂波并突出待测目标。景中的均匀背景杂波并突出待测目标。景中的均匀背景杂波并突出待测目标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法


[0001]本专利技术涉及图像检测
，更具体地说，特别涉及一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法。

技术介绍

[0002]合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)作为一种主动式微波成像传感器，相比于光学、红外等被动式传感器，可以实现全天时、全天候、对任意地域地形的感兴趣区域进行观测和侦察，且具有穿透能力，可对隐蔽在植被下的目标进行观测和侦察，在军用、民用领域得到了广泛的应用。日渐丰富的SAR图像数据使得SAR图像的解译获得了长足的发展。但由于SAR图像中存在几何畸变、相干噪声等可读性较低的问题，对SAR图像解译方法仍需进行更丰富、更细致的研究。
[0003]SAR发射电磁波对目标进行成像，对于地面上具有一定高度的目标，一部分区域会因目标遮挡使得SAR无法接收到这些区域的回波，从而在某些地面散射强度较高场景中形成较为明显的暗色部分，即阴影。通常，一幅SAR图像分成目标、背景和阴影三类。目标阴影包含了许多隐藏信息，是提取目标外形轮廓、计算目标高度等的有效手段之一，对于SAR图像的解译具有重要意义。
[0004]目前的阴影区域的检测通常采用OTSU分割或CFAR方法，但通常目标的阴影受目标本身与背景杂波的影响，存在一定的模糊现象，使得检测效果降低。变化检测通常用于检测目标或者场景在不同时段发生的变化，能够有效分析不同时间与空间下的信息差。变化检测通常需要不同时段下的差异图像进行对比，对于单时图像难以完成。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法，以克服现有技术所存在的缺陷。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法，包括以下步骤：
[0008]S1、输入SAR图像并将SAR图像的像素倒置生成倒置图像；
[0009]S2、取倒置图像的周围部分为隔离区，设定隔离区内的中央区作为参考图像，并按中央区尺寸为图像框，分别向预定方向进行平移，获取设定幅数的测试图像；
[0010]S3、任意选取其中一幅测试图像，计算测试图像对比参考图像的似然比变化检测算子作为差异，并将计算结果做像素化处理获得差异图像，其像素直方图的最大波峰对应的像素值为T
max
；
[0011]S4、计算所述差异图像的相邻灰度比值，并选取第一个满足相邻灰度比值小于1的点作为转折点，则所述差异图像内像素值不小于转折点像素值的像素数之和为ND；
[0012]S5、计算所述倒置图像在区间[T,255]内的像素数之和NI，将第一个满足NI＞ND条件的灰度值T作为测试阈值；
[0013]S6、选取另一幅所述测试图像并重复步骤S3～S5，直至对所有测试图像全部完成求解得到多个测试阈值，并对所有测试阈值求算术平均并倒置得到最终检测阈值；
[0014]S7、根据最终检测阈值对输入的SAR图像做二值化处理，并进行形态学滤波以及面积滤波操作，最终检测出图像中的阴影区域。
[0015]进一步地，所述步骤S2中分别向预定方向进行平移，获取设定幅数的测试图像具体为：分别向右下、右上、左下、左上四个方向进行平移，获得四幅测试图像。
[0016]进一步地，所述步骤S3中的计算测试图像对比参考图像的似然比变化检测算子的公式为：
[0017][0018]式中，(i,j)为图像矩阵内第i行第j列的像素坐标，η表示似然比变化检测算子，将计算结果做像素化处理获得差异图像：
[0019][0020]式中，A
D
为差异图像，round(
·
)表示向下取整。
[0021]进一步地，所述步骤S4中的计算所述差异图像的相邻灰度比值的公式为：
[0022][0023]式中，N(i)为区间[T
max
,255]内第i个像素值存在的个数，T
max
为差异图像A
D
像素直方图的最大波峰所对应的像素值。
[0024]进一步地，所述步骤S7中根据最终检测阈值对输入的SAR图像做二值化处理的公式为：
[0025][0026]式中，A
OT
为阴影区域二值图像。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供的一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法，通过原始SAR图像像素倒置并做平移变换构造差异图像，平移差异图像的变化检测对图像中的微小模糊更加敏感，能够有效的消除场景中的均匀背景杂波并突出待测目标。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法的原理框图。
[0030]图2为本专利技术基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法的流程图；
[0031]图3为通过平移变换获得参考图像与测试图像的过程示意图；
[0032]图4为较大场景SAR仿真测试图像。
[0033]图5为较大场景SAR图像的阴影区域检测结果。
[0034]图6为目标切片类SAR仿真测试图像。
[0035]图7为目标切片类SAR图像的阴影区域检测结果。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0037]参阅图1和图2所示，本实施例公开了一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法，包括以下步骤：
[0038]步骤S1、输入SAR图像，其像素矩阵为A
O
，将SAR图像的像素倒置生成倒置图像，即：
[0039]A
I
＝255
‑
A
O
[0040]步骤S2、取倒置图像的周围部分为隔离区，设定隔离区内的中央区作为参考图像，并按中央区尺寸为图像框，分别向预定方向进行平移，获取设定幅数的测试图像。
[0041]具体的，分别向预定方向进行平移，获取设定幅数的测试图像具体为：分别向右下、右上、左下、左上四个方向进行平移，获得四幅测试图像，如图3所示。
[0042]步骤S3、任意选取其中一幅测试图像A
T
，计算测试图像对比参考图像的似然比变化检测算子作为差异，即：
[0043][0044]式中，(i,j)为图像矩阵内第i行第j列的像素坐标，η表示似然比变化检测算子。
[0045]并将计算结果做像素化处理获得差异图像，公式如下，其像素直方图的最大波峰对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入SAR图像并将SAR图像的像素倒置生成倒置图像；S2、取倒置图像的周围部分为隔离区，设定隔离区内的中央区作为参考图像，并按中央区尺寸为图像框，分别向预定方向进行平移，获取设定幅数的测试图像；S3、任意选取其中一幅测试图像，计算测试图像对比参考图像的似然比变化检测算子作为差异，并将计算结果做像素化处理获得差异图像，其像素直方图的最大波峰对应的像素值为T
max
；S4、计算所述差异图像的相邻灰度比值，并选取第一个满足相邻灰度比值小于1的点作为转折点，则所述差异图像内像素值不小于转折点像素值的像素数之和为ND；S5、计算所述倒置图像在区间[T,255]内的像素数之和NI，将第一个满足NI＞ND条件的灰度值T作为测试阈值；S6、选取另一幅所述测试图像并重复步骤S3～S5，直至对所有测试图像全部完成求解得到多个测试阈值，并对所有测试阈值求算术平均并倒置得到最终检测阈值；S7、根据最终检测阈值对输入的SAR图像做二值化处理，并进行形态学滤波以及面积滤波操作，最终检测出图像中的阴影区域。2.根据权利要求1所述的基于变化检测的SAR图像阴影区域检测方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：全斯农，汪俊澎，邢世其，宋少秋，李永祯，刘裔瑫，代大海，庞礴，冯德军，王雪松，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：