基于条件随机场的sar图像变化检测算法研究

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1、基于条件随机场的SAR图像变化检测算法研究作者姓名李荷镜导师姓名、职称李明教授一级学科信息与通信工程二级学科信号与信息处理申请学位类别工学硕士提交毕业论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121081分类TN8号2TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于条件随机场的SAR图像变化检测算法研究作者姓名：李荷镜一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李明教授提交日期：2014年12月SARImageChangeDetectionBasedonConditionalRandomFieldsAthesis

2、submittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicationEngineeringByLihejingSupervisor:Prof.LimingDecember2014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究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已经发表

3、或撰写过的研究成果；也不包含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。与我一同工作的同志对本研究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。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：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单位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，获得学位后结合学位论文研究成果撰写

4、的文章，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。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要SAR图像变化检测是通过定量和定性地分析同一地区不同时相的SAR图像，以确定地物变化特征的过程。该技术在灾害评估、环境监测、森林监测和战场态势分析等国民经济和国防建设领域有着非常广泛的应用。随着SAR成像技术的发展，SAR图像变化检测成为国内外学者的研究热点。本论文以同一地区不同时相获取的星载SAR图像为基础，以条件随机场（CRF）理论为依据，展开了对SAR图像变化检测算法相关技术问题的研究。具体研究内容如下：1．本文将CRF模型引入到变化检测中，提出了

5、一种基于CRF模型的SAR图像变化检测算法。CRF模型由一元势能函数与二元势能函数两部分组成，CRF模型利用支持向量机（SVM）得到的类条件概率构造基于SAR图像纹理特征的一元势能函数，此势能函数利用SVM将图像纹理特征进行融合，映射到高维空间，从而解决了非线性问题，有效地提高了模型精度；利用多级逻辑模型构造二元势能函数，具有优越的边界保持性。CRF模型直接对后验概率进行建模，在建模过程中能够有效地捕获图像的纹理信息和空间邻域信息，且无需对模型作任何近似。仿真结果表明，该算法在抑制图像噪声的同时能够很好地保持图像的边界信息，获得较高的检测精度。2．在SAR图像变化检

6、测中，SAR图像的纹理特征信息、空间邻域信息和SAR图像统计特性起着至关重要的作用，针对已有SAR图像变化检测算法中仅仅利用SAR图像的这三种信息中的某一种或两种，本文提出了一种基于贝叶斯融合的混合条件随机场（HCRF）模型的SAR图像变化检测算法，采用贝叶斯融合准则将SAR图像数据的统计分布特性融入CRF模型中，因此，HCRF模型由一元势能函数、二元势能函数和统计分布特性三个部分组成。HCRF模型的一元势能函数与二元势能函数的构建方法与CRF模型构建方法相同，统计分布特性利用广义伽马模型进行建模，利用条件迭代估计算法进行参数估计，最后根据条件迭代模式得到最终的变化

7、检测结果。HCRF模型具有捕获SAR纹理特征信息、空间邻域信息和统计特性这三种信息的能力。实验结果表明，与其他算法相比较，本文所提出的算法能全面有效地融合图像的信息，抗噪性能优越，鲁棒性好，边界保持性好，能得到令人满意的变化检测结果。关键词：SAR图像，变化检测，条件随机场，贝叶斯融合，混合条件随机场论文类型：基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTSARimageChangedetection,whichaimsatidentifyingchangedareasoccurredontheEarth’ssurface,isap