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雷达图像的变化检测技术通过研究同一场景不同时段的两幅或多幅雷达图像间的信息差异来获取场景的变化信息,已经被广泛应用于城市规划、灾害评估、军事情报侦察等多个方面。然而,随着人们对认知精度和信息获取要求的不断提高,对场景中微小变化的高精度探测技术得到越来越多的关注,它不仅是变化检测技术的发展趋势,还是国家安全对侦查、遥感技术的必然要求,具有重要的研究价值和发展前景。 本论文主要从变化检测中的两个关键问题——差异图构造和阈值自动选取入手,对差值变化检测、相干变化检测及似然比变化检测进行改进,获得了有效的方法,解决了微小变化检测中面临的一些实际问题。本文的主要内容如下。 第二章对影响变化检测的两个因素——数据获取和图像配准展开研究。介绍了回波信号的去相关源:时间基线,空间基线,热噪声等,并对数据采集时飞行平台的轨迹和姿态提出相应的要求。同时,介绍了图像配准的一般步骤和一般方法,并通过实测雷达数据实验对比值变化检测和相干变化检测的配准精度要求进行了验证。 第三章对于实孔径雷达成像系统,针对近距离点目标远近效应明显的问题,提出了一种基于目标分布特征的差值变化检测方法。该方法基于点目标的分布特征,对差值图像幅值进行分块校正,并运用局部阈值的方法检测,通过图像分块和区域合并的方法快速返回目标的具体位置,实现对目标的定位。 第四章针对合成孔径雷达相干变化检测虚警高的问题,在原有相干变化检测方法的基础上做了两点改进:(1)对如何提高相干系数幅度估计精度的问题,采用一种基于复相干系数图求邻域平均的方法重新估计相干系数幅度;(2)对检测结果中的点状虚警和变化区域存在空洞的问题,采用一种基于形态学闭运算的处理方法,并利用SAR数据对该方法的有效性进行了验证。 第五章针对SAR图像相干变化检测虚警高的问题,开展了基于似然比统计量的相干变化检测方法研究,并在原有似然比检测方法的基础上做了两点改进:(1)对似然比变化统计量中的未知参数做出合理假设,并运用最大似然估计法推导未知参数的估计公式,后选取合适的邻域滑动窗口使得参数估计更加准确稳健;(2)根据似然比变化统计量的直方图分布特点,提出了一种基于邻域直方图差的自动阈值选取方法,可以简单有效地将变化像素与未变化像素区分开。基于实测SAR图像数据的实验验证了该方法的有效性。 第六章对研究工作进行了总结,并根据课题进展情况提出了待解决的问题和下一步研究工作。