基于核理论的遥感影像变化检测算法研究

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1、博士学位论文＿１Ｉ基于核理论的遥感影像变化检测算法研究作者姓名贾璐指导教师姓名、职称李明教授ｍ申请学位类别工学博士学校代码10701学号1202110163分类号TP75密级公开西安电子科技大学博士学位论文基于核理论的遥感影像变化检测算法研究作者姓名：贾璐一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：李明教授学院：电子工程学院提交日期：2016年9月RemoteSensingImageChangeDetectionBasedonKernelMethodsAdissertationsubmittedtoXIDIA

2、NUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyinSignalandInformationProcessingByJiaLuSupervisor:LiMingProfessorSeptember2016西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；

3、也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研宂所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律贵任。本人签名：曰期．，：ｎ（西安电子科技大学关于论文使用授权的说明：本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件：，，允许查阅、借阅论文学校可以公布论文的全部或部分内容允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果

4、完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿：名本人签名导师签．日期：Ｗｊ日期：＾ｆ（２．ｔ／Ｊ摘要摘要遥感设备利用接收到的地物反射或者辐射回来的微波、可见光、红外线等对地表进行远距离、无接触成像，然后通过对遥感影像进行分析以获取地表信息。合成孔径雷达（SAR:syntheticapertureradar）图像和光谱图像由于分别具有全天候、全天时、覆盖广的成像特点以及丰富的光谱信息，在遥感影像解译领域得到了广泛的应用。变化检测是遥感影像解译领域的研究热点之一，其目的在于快速、准确的获取同一地区不同

5、时刻图像之间的变化信息，其在军事和民事领域都具有重要的应用价值。为此，本文对遥感影像变化检测技术展开研究。本文以SAR图像和多光谱图像为研究对象，针对图像特征的有效提取和融合、精确的变化信息定位以及提高分类器的抗干扰和抗噪声性能等问题，以核方法为基础理论，对变化检测技术展开研究。本文的创新工作主要基于核函数设计和核分类器设计这两方面展开。为了提高变化检测算法的抗噪声或抗干扰能力，提高算法的细节保持能力，实现图像多特征之间的有效融合，本文提出了多种改进的核函数和核分类器。论文内容主要包括以下五个部分：第一部分针对实际SAR图像变化检测任务中标签样本难获取、先验信息不充足的问题，提出了

6、基于邻域聚类（CN:cluster-neighborhood）核的半监督SAR图像变化检测算法。该算法利用图像中大量存在的、能反映图像内部结构特征的无标签样本信息来提高算法的抗噪声能力以及样本区分能力。本部分工作主要包括：提取两时刻图像的强度和纹理特征，利用标签样本和全体样本分别构造强度纹理合成核函数；将核k均值（KKM:kernelk-means）聚类算法作用于全体样本构造的合成核函数，得到变化类和非变化类邻域；从两邻域中提取统计特征，利用所提邻域统计特征对由标签样本构成的合成核函数进行修正，得到CN核函数；最后将CN核函数输入支持向量机（SVM:supportvectormac

7、hine）中进行二值分类，得到变化检测结果。实测SAR图像实验结果表明，本算法具有较高的变化检测精度，抗噪声性能较好，适用于受噪声污染的SAR图像变化检测任务。第二部分针对SAR图像变化检测任务中输出域空间邻域信息的有效利用，提出了基于标签信息合成（LIC:label-informationcomposite）核的SAR图像变化检测算法。该算法实现了输出域中空间邻域信息的有效提取，以及其与图像强度信息在核空间中的有效融合，算法所提融合策略使得LIC核同时具有较好的抗噪