I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7 ,   p p .   3 39 5 ~ 3 4 0 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j e ce . v 7 i6 . p p 3 39 5 - 340 1          3395       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Cha ng e Detectio n   fro m   Re m o tely S ensed I m a g es Ba sed o Statio na ry  Wav elet  Tra nsfo r m       Abhi s he k   S ha r m a 1 ,   T a run  G ula t i 2   El e c tro n ics   a n d   Co m m u n ica ti o n   De p a rtme n t,   M a h a rish i   M a rk a n d e sh w a Un iv e rsit y ,   M u ll a n a ,   Am b a la,  In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   1 7 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u n   2 1 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u l   10 ,   2 0 1 7       T h e   m a jo issu e   o f   c o n c e rn   in   c h a n g e   d e tec ti o n   p ro c e ss   is  th e   a c c u r a c y   o f   th e   a lg o rit h m   to   re c o v e c h a n g e d   a n d   u n c h a n g e d   p ix e ls.   T h e   f u sio n   ru les   p re se n ted   in   t h e   e x isti n g   m e th o d s   c o u ld   n o i n teg ra te  th e   f e a tu re a c c u ra tel y   w h ich   re su lt in   m o re   n u m b e o f   f a ls e   a lar m a n d   sp e c k le  n o ise   in   th e   o u t p u t   im a g e .   T h is  p a p e p ro p o se a n   a lg o rit h m   w h ich   f u se t w o   m u lt i - tem p o ra im a g e s   th ro u g h   p ro p o se d   se o f   fu sio n   r u les   in   sta ti o n a ry   wa v e l e tran sf o r m .   In   t h e   f irst  ste p ,   t h e   so u rc e   im a g e o b tain e d   f ro m   lo g   ra ti o   a n d   m e a n   ra ti o   o p e ra to rs  a re   d e c o m p o se d   in to   th re e   h ig h   f re q u e n c y   su b - b a n d a n d   o n e   lo w   f re q u e n c y   su b - b a n d   b y   sta ti o n a ry   w a v e let  tran s f o r m .   T h e n ,   p ro p o se d   f u sio n   ru les   f o lo w   a n d   h ig h   f re q u e n c y   su b - b a n d a re   a p p li e d   o n   t h e   c o e ff icie n m a p s to   g e th e   f u se d   w a v e let  c o e ff icie n ts  m a p .   T h e   f u se d   i m a g e   is  re c o v e re d   b y   a p p ly in g   th e   i n v e rs e   sta ti o n a ry   w a v e let  tran s f o r m   (IS WT )   o n   th e   f u se d   c o e ff icie n m a p .   F in a ll y ,   th e   c h a n g e d   a n d   u n c h a n g e d   a re a a re   c las si f ied   u sin g   F u z z y   c   m e a n c lu ste rin g .   T h e   p e rf o rm a n c e   o f   th e   a lg o r it h m   is  c a lcu late d   in   ter m o f   p e rc e n tag e   c o rre c c las si f ica ti o n   (P CC),   o v e ra ll   e rro (OE)  a n d   Ka p p a   c o e f f icie n (K c ).   T h e   q u a li tativ e   a n d   q u a n ti tati v e   re su lt p ro v e   th a t h e   p r o p o se d   m e th o d   o f f e rs  le a st  e rro r,   h ig h e st  a c c u ra c y   a n d   Ka p p a   v a lu e   a s co m p a re   to   it s p re e x isten c e s.   K ey w o r d :   C h a n g d etec tio n     Statio n ar y   w av ele t r an s f o r m   I m ag f u s io n   L o g   r atio     Me an   r atio   Fu zz y   c lu s ter in g   Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A b h is h ek   Sh ar m a,     E lectr o n ics an d   C o m m u n icat i o n   Dep ar t m en t,   Ma h ar is h i M ar k a n d es h w ar   Un iv er s it y ,   Mu lla n a,   Am b ala,   I n d ia.   E m ail: a b h is h ek . k au s h ik 1 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   C h a n g d etec tio n   is   p r o ce s s   in   w h ic h   t h m u lti - te m p o r al  i m ag e s   ar co m p ar ed   to   d etec th e   n u m b er   o f   p ix el s   t h at  h a v u n d er g o n c h a n g e   w it h   t i m e   [ 1 ] .   T h m o s b asic  tech n iq u e s   u s ed   f o r   ch a n g e   d etec tio n   ar d if f er en c in g   an d   r atio in g .   I n   i m a g d if f er e n cin g ,   t h co r r esp o n d in g   p i x e in   o n i m ag i s   s u b tr ac ted   f r o m   th s ec o n d   i m ag to   g e n er ate  d if f er en ce   i m ag e.   I n   i m ag r atio i n g ,   th c o r r esp o n d in g   v a lu e s   o f   p ix el s   i n   m u lti - te m p o r al  i m ag e s   ar d i v id ed   to   g et   t h e   o u tp u t   i m ag e.   Ou t   o f   th e s tech n iq u es,   r atio in g   tech n iq u es  ar m o r p o p u lar   b ec au s o f   t h eir   r o b u s t n es s   to   ca lib r atio n   er r o r s   [ 2 ] - [ 3 ] .   Ho w ev er ,   ev er y   c h an g e   d etec tio n   m eth o d s   h a v it s   o w n   ad v an ta g es   an d   d r a w b ac k s   in   ter m s   o f   t h f alse   alar m s   g e n er atio n   an d   ac cu r ac y   o f   th ch a n g d etec tio n .   So ,   it  is   d if f icu l to   o b tai n   all  th f ea t u r es  f r o m   o n c h an g d etec to r .   T o   o v er co m t h is   d i f f ic u lt y ,   th e   o u tp u t   o f   d i f f er e n t c h a n g d ete ctio n   m eth o d s   ca n   b co m b i n e d   to g eth er   to   o b tai n   h ig h   q u alit y   o u tp u t.  S u ch   te ch n iq u o f   in te g r ati n g   t h d if f er en i m ag e s   to g et h er   is   ca lled   as  im a g f u s io n   [ 4 ] .   T h o u tp u t   o f   m ea n   r atio   an d   lo g   r at io   ca n   b f u s ed   to g eth er   t h r o u g h   d i f f er en t   f u s io n   r u les  to   p r o d u ce   a n   o u tp u w h ic h   co n tai n   f ea tu r es   o f   b o th   th o p er ato r s .   I n   th l iter atu r e,   m a n y   i m a g f u s io n   m et h o d s   h a v b ee n   p r esen ted   l ik d is cr ete  w a v el et  tr an s f o r m   ( DW T )   [ 5 ]   an d   Statio n ar y   w av elet  tr a n s f o r m   [ 6 ] - [ 7 ] .   H o w ev er ,   SW T   is   th p o p u lar   tech n iq u es  f o r   i m ag f u s io n   b ec au s it  is   s h if in v ar ia n w h ic h   d o es  n o allo w   t h alter atio n   in   co e f f ic ien m ap   i f   th er is   an y   s m all  m i s m a tch   b et w ee n   t h p ix el s   o f   s o u r ce   i m ag [ 8 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 3 9 5     3 4 0 1   3396   I n   Statio n ar y   w a v elet  tr an s f o r m   b ased   i m a g f u s io n ,   t h s o u r ce   i m a g es  ar d ec o m p o s ed   in to   f o u r   eq u al  s ized   i m a g e s .   O n i m a g r ep r esen ts   th e   lo w   f r eq u e n c y   s u b - b an d   co n ta in i n g   t h ap p r o x i m ate   p o r tio n   o f   th i m a g w h ile   t h t h r ee   i m ag es  r ep r ese n ti n g   t h h ig h   f r e q u en c y   s u b - b an d   co n ta in   in f o r m atio n   h o r izo n tal,   v er tical  a n d   d iag o n al   co m p o n en ts   r e s p ec tiv el y .   I n   th e   n e x s tep ,   th co e f f ic ien t s   o f   lo w   a n d   h i g h   f r eq u en c y   s u b - b an d   o f   t h d ec o m p o s ed   i m ag e s   ar e   f u s ed   s ep ar atel y   to   o b tain   f u s ed   co e f f icien m ap   w h ic h   h a s   f ea t u r e s   o f   b o th   th i m a g es.  T h co ef f icie n ts   ar f u s ed   b ased   u p o n   ce r tain   f u s io n   r u le s   d if f er en t   f o r   lo w   f r eq u en c y   s u b - b an d   an d   h i g h   f r eq u e n c y   s u b - b an d .   T h f u s ed   i m ag is   g en er ated   b y   ap p l y i n g   i n v er s e   s tatio n ar y   w a v elet   tr an s f o r m   o n   t h f u s ed   co ef f icien t s   m ap .   Ma n y   w a v elet  t r an s f o r m   b ased   i m a g f u s io n   m et h o d   h a s   b ee n   p r esen ted   in   th liter at u r w h ich   f i n d   w av ele tr an s f o r m   ap p licab le  in to   m an y   ar ea s   lik m ed ical  d iag n o s is ,   i m a g an al y s i s   an d   r eso lu tio n   en h a n ce m en t   [9 ] - [ 1 5 ] .   Fin all y ,   C lu s ter i n g   tech n iq u is   ap p lied   o n   th o u tp u o f   i m a g f u s io n   w h ich   clas s i f ies   th c h a n g ed   a n d   u n c h a n g ed   ar ea s   in to   d i f f er en t   clu s ter s .   T h ch an g ed   ar ea s   b elo n g   to   o n cl u s ter   w h i le  th u n c h a n g ed   ar ea s   b elo n g   to   t h o th er .   T h er ar m a n y   cl u s ter in g   tech n iq u e s   i n   th li ter atu r li k Fu zz y   C   m ea n s   clu s ter in g   [ 1 6 ] - [ 1 7 ] ,   k   m ea n s   c lu s ter in g   [ 1 8 ]   a n d   No n s u b s a m p led   co n to u r let  tr an s f o r m   ( NSC T )   b ased   clu s ter i n g   [ 1 9 ] .     T h is   p ap er   p r o p o s es  n e w   f u s io n   r u les  f o r   s tatio n ar y   w a v e let  tr an s f o r m .   T h co ef f icie n ts   o f   lo f r eq u en c y   s u b - b an d   h a s   b ee n   f u s ed   b y   ap p l y i n g   p r o p o s ed   av er ag b ased   r u le s   w h ile  t h co ef f icie n t s   o f   h i g h   f r eq u en c y   s u b - b an d   ar f u s ed   b y   p r o p o s ed   n eig h b o r h o o d   m e an   d if f er en ci n g   r u le.   T h o r g an izatio n   o f   th e   p ap er   in cl u d es  f o u r   s ec tio n s .   T h n ex s ec tio n   in tr o d u ce s   t h m et h o d o lo g y   u s ed   f o r   ch a n g d etec tio n .   T h ir d   s ec tio n   i n tr o d u ce s   t h d atasets   a n d   p ar am eter s   u s ed   in   th e x p er i m e n t.   R es u lts   a n d   d is cu s s io n   h a s   b ee n   p r esen ted   in   t h f o u r t h   s ec ti o n .   Fif t h   s ec t io n   p r esen t s   t h co n clu s io n .       2.   P RO P O SE AL G O R I T H M   C o n s id er   t w o   co - r e g is ter ed   im ag e s   I m1   { 1 ( , ) , 1 < < , 1 < < }   an d   I m2 = { 2 ( , ) , 1 < < , 1 < < }   o f   s ize  R × C ,   i.e . ,   o f   s ce n t ak en   at  t w o   d i f f er en ti m e s .   T h p r o p o s ed   ap p r o ac h   in v o lv e s   th th r ee   m a in   s tep s   as  s h o w n   in   f i g u r 1 .   I n   th f ir s s tep ,   L o g   r atio   an d   Me an   r atio   o p er ato r s   ar ap p lied   o n   t w o   m u lti - te m p o r al  i m a g e s   r e s p ec tiv el y   to   g e n er ate  t w o   s o u r ce   i m ag e s .   I n   th e   s ec o n d   s t ep s ,   b o th   th e   s o u r ce   i m a g es  ar e   f u s ed   b y   s tatio n ar y   w a v elet   tr an s f o r m   w it h   p r o p o s ed   f u s io n   r u le s .   I n   th e   last   s tep ,   t h d i f f er e n ce   i m a g is   class if ied   in to   ch an g ed   an d   u n ch a n g ed   ar ea s   b y   f u zz y   m ea n s   cl u s ter i n g   alg o r ith m   to   g e n er ate  ch an g m ap .                                           Fig u r 1 .   Me th o d o lo g y   o f   p r o p o s ed   ch an g d etec tio n   ap p r o ac h       I n   L o g   R atio   o p er ato r ,   n atu r al   lo g ar ith m s   o f   t h r atio   o f   p ix els  in   t h i m a g es  ar ca lcu late d   as  g iv e n   in   eq u atio n   1 . A p p l y in g   L o g   o p er ato r   o n   an   i m ag e n h a n ce s   th lo w   f r eq u e n c y   co m p o n e n t s   w h ile  s u p p r ess   t h e   h ig h   f r eq u en c y   f ea t u r es in   t h o u tp u t i m ag e.     I l ( i , j ) = l og I m1 ( i , j ) I m2 ( i , j )   ( 1 )             Im ag 2       Im ag 1       Im ag Fu si o n   Fu sio n       Clu ste rin g       Ch an g M ap           M ean R atio       L o g  R atio       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       C h a n g Dete ctio n   fr o R emo t ely  S en s ed   I ma g es B a s ed   o n   S ta tio n a r W a ve let  Tr a n s fo r m   ( A b h is h ek   S h a r ma )   3397   I n   ca s o f   Me an   R atio   o p er ato r ,   th lo ca l   m ea n   o f   th e   p ix e in   o n e   i m ag e   i s   d i v id ed   w it h   t h lo ca l   m ea n   o f   th co r r esp o n d in g   p ix el  in   th s ec o n d   i m ag as  g i v e n   in   eq u a tio n   2 .     I m ( i , j ) = 1 min ( μ 1 μ 2 , μ 2 μ 1 )   ( 2 )     w h er 1      2     in   eq u atio n   2   r ep r es en ts   th lo ca m ea n   v al u o f   th e   p ix el  in   t h n ei g h b o r h o o d   o f   f ir s a n d   s ec o n d   i m a g r esp ec ti v el y .   T h s tatio n ar y   w a v elet  tr a n s f o r m   o f   ea ch   o f   t h s o u r ce   i m a g es  is   co m p u ted   w h ic h   g i v es   th w a v elet   co ef f icie n o f   b o th   t h i m ag es.  T h f u s io n   r u les  ar th e n   a p p lied   in   o r d er   t o   f u s t h co r r esp o n d in g   co ef f icie n t s   o f   t h d ec o m p o s e d   s o u r ce   i m ag e s .   Di f f er en t   f u s io n   r u les   ar ap p lied   o n   t h lo w   f r eq u e n c y   an d   h ig h   f r eq u e n c y   co e f f ic ien t s .   I n   t h n e x s tep ,   in v er s e   s tat i o n ar y   le v el  tr an s f o r m   ( I SW T )   is   ap p lied   o n   th e   f u s ed   r ep r esen tatio n   to   g et  th e   f u s ed   i m a g e.     T h f ir s s tep   i n v o lv ed   i n   th p r o ce s s   is   th d ec o m p o s i tio n   o f   I l   an d   I i n to   f o u r   i m ag e s   o f   t h eq u a l   s ize.   T h im a g co r r esp o n d in g   to   lo w   f r eq u e n c y   s u b - b an d   r ep r esen ts   th ap p r o x i m a te  p o r tio n   o f   th i m a g e   w h ile  o th er   i m a g es  co r r esp o n d in g   to   h i g h   f r eq u en c y   s u b - b a n d   r ep r esen ts   th in f o r m a tio n   ab o u th lin es  a n d   ed g es  in   th i m a g w h ic h   in cl u d h o r izo n tal,   v er tical  an d   d iag o n al  co m p o n e n ts I n   SW T ,   th in f o r m atio n   o f   lo w   a n d   h ig h   p as s   ch a n n el  i s   ap p lied   at  ev er y   le v el  a n d   t wo   s eq u en ce s   ar p r o d u ce d   at  t h n ex t   s ta g e.   T h len g th   o f   th n e w   s eq u en ce s   will b s a m as t h at  o f   th f ir s g r o u p in g .   I n   SW T ,   th ze r o s   ar in s er ted   b et w ee n   f ilter   co ef f icie n ts   s o   as to   u p - s a m p le  th f ilter .     As  th lo w   f r eq u e n c y   s u b - b a n d   an d   h ig h   f r eq u e n c y   s u b - b an d s   r ep r esen ts   d if f er en f ea t u r es  s o   it  is   n ec es s ar y   to   f u s t h e m   th r o u g h   d if f er en f u s io n   r u les.   Her t w o   f u s io n   r u le s   h a v b ee n   p r o p o s ed   Fu s io n   R u le  f o r   L o w   f r eq u e n c y   s u b - b an d     I LL f = α × ma x ( I LL l , I LL m ) + ( 1 + α ) × ( I LL l + I LL m ) 2   ( 3 )     Fu s io n   R u le  f o r   h i g h   f r eq u e n c y   S u b - b an d     I ϵ f = ma x ( μ ϵ l , μ ϵ m ) min ( μ ϵ l , μ ϵ m )   ( 4 )                                                       Her   in   eq u atio n   3   is   p o s itiv n u m b er .   I m ,   I l   an d   I f   r ep r es en ts   t h m ea n   r atio ,   lo g   r atio   an d   f u s ed   i m a g es  r esp ec ti v el y .   I LL   r ep r esen t s   t h co ef f icie n t s   o f   lo w   f r eq u en c y   s u b - b an d   w h ile   I ɛ( ɛ=   HL ,   L H   an d   HH )   r ep r esen ts   th co ef f icie n ts   o f   h ig h   f r eq u en c y   s u b - ba n d ,     μ ϵ   r ep r esen ts   t h lo ca m ea n   o f   t h co ef f icie n t s   o f   th e   n eig h b o r h o o d   w in d o w   i n   th e   h i g h   f r eq u en c y   s u b - b an d .   w in d o w   s ize  o f   3 ×3   h a s   b ee n   co n s id er ed   in   th e   alg o r ith m .   A s   th lo w   a n d   h i g h   f r eq u e n c y   co m p o n e n ts   ar o b tain ed   b y   co m b i n i n g   th s p atial  an d   g r a y   lev e l   in f o r m atio n   o f   t h n ei g h b o r s ,   s o ,   th f u s io n   r u les  f u r t h er   r ed u ce s   th ef f ec o f   s p ec k le  n o is e.   T h p r o p o s ed   r u les  f o r   lo w   f r eq u e n c y   s u b - b an d   en h an ce   th ed g f ea t u r es   o f   ch a n g ed   r e g io n s   o f   t h s o u r ce   i m a g w h ile  i n   h ig h   f r eq u en c y   s u b - b an d ,   th e   f u s io n   r u le  is   s elec ted   in   s u c h   w a y   to   s u p p r ess   th b ac k g r o u n d   in f o r m a tio n   an d   m ak e   t h i m a g s m o o t h er .   So   b ased   u p o n   t h e   p r o p o s ed   f u s io n   r u les,   th e   c h an g d ete ctio n   o u tp u t   r esu lt s   in   m a x i m u m   b ac k g r o u n d   s u p p r ess io n   a n d   en h a n ce d   f ea t u r es  in   th c h a n g ed   i m a g e.       3.   DATAS E T   AND  P ARAM E T E R S   T h im a g d ataset  u s ed   f o r   ca lcu lati n g   th e f f ec tiv e n es s   o f   alg o r ith m s   b elo n g s   to   th cit y   o f   B er n ,   S w itzer lan d   ca p tu r ed   b y   E u r o p ea n   R e m o te  Sen s i n g   2   s a telli te  in   t h m o n t h   o f   A p r il   an d   Ma y   1 9 9 9   as  s h o w n   in   F ig u r 2 ( a)   an d   2 ( b ) .   B et w ee n   t h t w o   d ates,  t h B er n   c it y   a n d   air p o r w as   f lo o d ed   b y   A ar R i v er .   T h g r o u n d   tr u th   h as b ee n   s h o w n   i n   F i g u r 2 ( c) .   T h im a g s ize  o f   ( 3 2 9 ×3 2 9 )   h as b ee n   u s ed   in   th is   e x p er i m e n t.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 3 9 5     3 4 0 1   3398       ( a)     ( b )       ( c)     Fig u r 2 .   Mu lti - te m p o r al  i m ag es o f   B er n   cit y   ( a)   I m a g ca p tu r ed   in   A p r il 1 9 9 9   b ef o r f lo o d in g   ( b )   I m ag ca p tu r ed   in   Ma y   1 9 9 9   af ter   f lo o d in g   ( c)   Gr o u n d   tr u t h   [ 5 ]       I n   th is   p ap er ,   th r e s u l ts   o b tai n ed   f r o m   p r o p o s ed   m e th o d   h a v b ee n   co m p ar ed   w ith   th e   r es u lts   o f   lo g   r atio ,   m ea n   r atio   o p er ato r s ,   Di s cr ete  W av elet   T r an s f o r m   ( D W T )   b ased   i m a g f u s io n [ 5 ] ,   Neig h b o r h o o d   b ased   r atio   ap p r o ac h [ 2 0 ]   an d   L o g ar ith m ic  r atio   b ased   T h r es h o ld in g [ 2 1 ] .   T h co m p ar is o n   is   d o n o n   th b asis   o f   v ar io u s   p ar a m eter s   a n d   ch a n g i m a g m ap   g e n er ated   b y   th e   alg o r ith m s .   T h p ar a m eter s   u s ed   f o r   ca lcu lat io n   o f   ef f ec ti v en e s s   i n cl u d p er ce n tag co r r ec t c lass if icatio n   ( P C C )   an d   Kap p C o ef f icie n t ( K c )   [ 2 2 ] .       P C C       ( T p + T n ) ( T p + T n + F p + F n )   ( 5 )     I f         A ( ( Tp + Fn )   x   ( Tp + Fp ) + ( Fp + Tn )   x   ( Tn + Fn ) ) ( Tp + Tn + Fp + Tn )   2   ( 6 )     K c   PC C A 1 A   ( 7 )     T P   r ep r esen ts   t h ch a n g ed   p ix els   w h ic h   h a s   b ee n   id en tifie d   co r r ec tl y   as  c h an g ed   p ix el s .   T h v alu o f   T P   is   1   if   th v al u o f   co r r esp o n d in g   p ix els  i n   o u tp u o f   p r o p o s ed   alg o r ith m   an d   g r o u n d   tr u th   ar b o th   1 . Oth er w is T P   w i ll  b ze r o .   T n   r ep r esen ts   th u n c h a n g ed   p ix e ls   w h ic h   h a v b ee n   co r r ec tly   id en tif ied   as   u n c h a n g ed .   T h v al u o f   T n   is   1   if   t h co r r esp o n d in g   p ix el s   v al u i n   o u tp u t o f   p r o p o s ed   alg o r ith m   a n d   g r o u n d   tr u th   ar b o th   0 .   Oth er w i s T n   w il b ze r o .   F P   r ep r esen ts   th o s p ix els  w h ic h   ar ac tu all y   ch a n g ed   b u t   id en ti f ied   as  u n c h an g ed   p ix el s .   T h v alu o f   F P   is   1   if   t h p i x els  v al u in   o u tp u o f   alg o r i th m   is   1   an d   t h e   v alu o f   co r r esp o n d in g   p ix el  i n   g r o u n d   tr u th   i s   0 .   Oth er w i s e   F P   w i ll  b ze r o .     F n   r ep r esen ts   th o s u n ch a n g ed   p ix els  w h ic h   h a v b ee n   id en ti f ied   w r o n g l y   as   ch a n g ed .   T h v al u o f   F n   is   1   i f   t h p i x els   v a lu i n   t h o u tp u t   o f   alg o r ith m   is   0   an d   th v alu e   o f   co r r esp o n d in g   p ix el  i n   g r o u n d   tr u t h   is   1 .   Oth er w is F n   w il b ze r o .   Ov er all  E r r o r   ( OE )   is   th s u m   o f     F P   an d   F n .   P C C   g i v es  t h p er ce n ta g o f   p ix el s   co r r ec tl y   id en t if ied   b y   th c h a n g e   d etec tio n   al g o r ith m .   K r ep r esen ts   t h a g r ee m e n t   b et w ee n   t h o u tp u t   o f   ch a n g e   d etec tio n   alg o r it h m   w it h   th e   g r o u n d   tr u th .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T o   f in d   th e   ef f ec ti v e n es s ,   t h e   p r o p o s ed   alg o r ith m   h a s   b ee n   ap p lied   o n   th e   i m ag e   d ataset   o f   cit y   o f   B er n .   T h q u alitativ an a l y s i s   h as  b ee n   d o n b y   g en er ati n g   t h ch a n g m a p   as  s h o wn   in   F i g u r 3 .   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       C h a n g Dete ctio n   fr o R emo t ely  S en s ed   I ma g es B a s ed   o n   S ta tio n a r W a ve let  Tr a n s fo r m   ( A b h is h ek   S h a r ma )   3399   q u an tita tiv a n al y s is   h as  b ee n   o b tain ed   b y   co m p ar in g   th o u tp u w it h   g r o u n d   tr u t h   th r o u g h   v ar io u s   p ar am eter s   li k f alse   alar m s ,   p er ce n tag co r r ec cla s s i f icatio n ,   o v er all  er r o r   an d   Kap p co e f f icien as   g i v e n   i n   T ab le   1 .   T h p r o p o s ed   m et h o d   h as  y ield ed   h i g h e s P C C   e q u al  to   9 9 . 6 8 w h ile  P C C   f o r   Dis cr ete  w av ele t   tr an s f o r m   b ased   i m a g f u s io n   is   9 9 . 3 7 %,  P C C   f o r   n e ig h b o r h o o d   r atio   b ased   m et h o d   is   9 9 . 6 6 an d   P C C   f o r   L o g ar it h m ic  m ea n   b ased   T h r esh o ld in g   i s   9 7 . 3 2 %.  T h lo g   r atio   o p er ato r   i m p r o v es  th c h a n g e   d etec tio n   r es u l t   b y   co n v er ti n g   t h m u l tip licati v s p ec k le  n o is i n to   ad d itiv e.   So ,   th o u tp u o f   lo g   r atio   o p er ato r   co n tain s   les s   s p ec k le  n o is e.   B u t,  t h lo g   r a tio   o p er ato r   r esu lts   in   lar g n u m b er   o f   f al s alar m s   w h ic h   m ea n s   t h at  it  i s   n o ca p ab le  o f   r ec o v er in g   th e   m ax i m u m   u n c h a n g ed   p i x els.   O n   t h o t h er   h an d ,   m ea n   r atio   o p er ato r   r esu lt s   i n   lar g e   a m o u n o f   s p ec k le  n o is b u i r ec o v er s   th m a x i m u m   n u m b er   o f   u n c h an g ed   p ix el s .   T h o u tp u o f   b o th   th e   o p er ato r s   h as  b ee n   f u s ed   to g eth er   to   r ec o v er   m a x i m u m   n u m b er   o f   ch a n g ed   an d   u n ch an g ed   p ix e ls .   B y   in tr o d u ci n g   n ei g h b o r h o o d   m e an   f o r   t h w a v elet  co ef f icie n t s ,   th ch a n g d etec tio n   h as  r e s u lted   i n   d etec tio n   o f   m o r c h a n g ed   a n d   u n ch a n g e d   p ix els.  A ls o ,   t h n eig h b o r h o o d   r atio   co m b i n es  t h g r ay   le v el  an d   s p atial   in f o r m atio n   i n   t h n ei g h b o r in g   p ix el s   w h ic h   r es u lt s   in   f u r t h er   r ed u ctio n   o f   s p ec k le  n o is e.     As  s h o w n   in   f i g u r 3 ( f ) ,   th ch an g m ap   g en er ated   b y   p r o p o s ed   m eth o d   h as  lea s t   s p o ts   an d   m ax i m u m   r ese m b la n ce   w it h   t h g r o u n d   tr u th   as  co m p ar t o   th o th er   m et h o d s   u s ed   f o r   co m p ar is o n .     T h e   ch an g m ap   g en er ated   b y   lo g   r atio   m et h o d   h a s   le s s   s p ec k l n o is e   b u it  co u ld   n o r ec o v er   th c h a n g ed   a n d   u n c h a n g ed   p ix e ls   m o r e f f ec tiv el y .   On   th o t h er   h a n d ,   m ea n   r atio   h as  r es u lted   i n   lar g n u m b er   o f   f alse   alar m s   w h ic h   ca n   al s o   b s ee n   in   f i g u r 3 ( b )   w h er lar g e   n u m b er   o f   w h ite  s p o ts   e x is t s .   Dis cr ete  w av e let   tr an s f o r m   h a s   b ee n   ef f ec ti v in   r ec o v er in g   th m a x i m u m   u n ch a n g ed   p ix els  b u it  h a s   n o b ee n   ef f ec ti v i n   r ec o v er in g   t h ch a n g ed   p ix e ls .   if   th c h an g m ap   o f   p r o p o s ed   a lg o r ith m   is   co m p ar ed   w ith   t h o th er   tech n iq u es  t h e n   it  is   f o u n d   t h at  th p r o p o s ed   alg o r ith m   h as  r es u lted   in   m ax i m u m   r e s e m b la n ce   w it h   th e   g r o u n d   tr u t h .   T h p r o p o s ed   a lg o r ith m   h a s   also   y ield ed   h i g h est  v alu o f   Kap p co ef f icie n eq u al  to   0 . 9 9 5 8   w h ile  it  i s   0 . 9 9 5 2   f o r   L o g   R atio ,   0 . 7 5 1 5   f o r   Me an   R atio ,   0 . 7 9 0   f o r   Dis cr ete  W av elet  tr an s f o r m ,   0 . 8 5 0   f o r   Neig h b o r h o o d   R atio   m et h o d   an d   0 . 6 9 2 8   f o r   L o g ar ith m ic  m e an   T h r esh o ld in g   b ased   c h an g e   d etec tio n   m et h o d .   T h is   m ea n s   th at  t h o u tp u o f   p r o p o s ed   m et h o d   h as  th m o s t   ag r e e m e n w it h   th g r o u n d   tr u th   w h ic h   m a k es  i t   m o s t a cc u r ate  a m o n g   t h o th er   m eth o d s   m e n tio n ed   i n   th i s   p ap er .       T ab le  1 .   R esu lts   o f   C h an g De tectio n       Fig u r 3   s h o w   t h ch a n g m ap   o f   B er n   d ataset  a s   o b tain e d   b y   lo g   r atio ,   m ea n   r at io ,   DW T - FC M,   n eig h b o r h o o d   r atio   ap p r o ac h ,   lo g ar ith m ic  m ea n   th r es h o ld in g   an d   p r o p o s ed   alg o r ith m .   I ca n   b s ee n   t h at  t h e   ch an g m ap   o b tain ed   f r o m   t h p r o p o s ed   m et h o d   h as  r ec o v er ed   th m a x i m u m   tar g et  p ix els  an d   r ed u ce   t h e   sp ec k le  n o i s e.             ( a)   ( b )   ( c)   C r i t e r i o n   M e t h o d   L o g   R a t i o   M e a n   R a t i o   D i scre t e   W a v e l e t   T r a n sf o r m   N e i g h b o r h o o d   R a t i o   L o g a r i t h mi c   M e a n   T h r e sh o l d i n g   P r o p o se d   F p   37   1 7 1 1 5   5 0 7   1 1 0   6 7 7   1 3 9   F n   2 9 3   6   61   1 9 9   1 0 7 7   1 5 0   OE   3 3 0   1 7 1 2 1   5 6 8   3 0 9   1 7 5 4   2 8 9   P C C   9 9 . 6 4   %   8 1 . 2 3   %   9 9 . 3 7   %   9 9 . 6 6   %   9 7 . 3 2   %   9 9 . 6 8   %   K a p p a   0 . 9 9 5 2   0 . 7 5 1 5   0 . 7 9 0   0 . 8 5 9   0 . 6 9 2 8   0 . 9 9 5 8   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 3 9 5     3 4 0 1   3400         ( d )   ( e)   ( f )     Fig u r 3 .   C h a n g m ap   g e n er at ed   b y .   ( a)   L o g   R atio   ( b )   Me an   R atio   ( c)   DW T - FC   ( d ) Neig h b o r h o o d   R atio   ap p r o ac h   ( e)   L o g ar ith m ic  Me an   T h r esh o ld in g   ( f ) P r o p o s ed   M eth o d       5.   CO NCLU SI O   T h is   p ap er   p r esen ted   an   ap p r o ac h   b ased   o n   Statio n ar y   w av el et  tr an s f o r m   w it h   n e w   f u s io n   r u les.  T h e   s o u r ce   i m a g es  g e n er ated   b y   lo g   r atio   a n d   m ea n   r atio   o p er ato r   ar f u s ed   w i th   n e w   s et  o f   f u s io n   r u le s   p r o p o s ed   in   t h i s   p ap er .   T h f u s io n   r u les   f o r   lo w   f r eq u e n c y   s u b - b a n d   en h a n ce   th e   ed g f ea t u r es  o f   t h c h an g ed   r eg io n .   T h f u s io n   r u le  f o r   h i g h   f r eq u en c y   s u b - b a n d   co m b in e s   th s p atia an d   g r a y   le v el  in f o r m atio n   o f   t h e   n eig h b o r in g   p ix e w h ich   r esu lts   i n   r ed u ctio n   o f   s p ec k le   n o is f r o m   th e   i m ag e s .   So ,   t h f u s ed   i m a g g e t   en h a n ce s   a n d   co n tai n   les s   a m o u n o f   s p ec k le  n o is e.   T h e   q u an t itati v an al y s i s   p r o v es  th at  th ac cu r ac y   an d   k ap p v alu o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   is   b etter   t h an   i ts   p r ee x is te n ce s .   As  f ar   as  q u alita tiv co m p ar is o n   is   co n ce r n ed ,   th e   p r o p o s ed   m et h o d s   o f f er   t h lea s o v er al e r r o r   an d   m ax i m u m   r ese m b la n ce   w ith   t h g r o u n d   tr u th .   So ,   b ased   u p o n   th e   an al y s i s   o f   r es u lt s   it  i s   co n cl u d ed   th at  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   is   m o r ac cu r ate  a s   co m p ar to   th o t h er   s i m ilar   m et h o d s .       RE F E R E NC E S     [1 ]   R.   J.  Ra d k e ,   e a l . ,   Im a g e   Ch a n g e   De tec ti o n   A lg o rit h m s:  A   S y ste m a ti c   S u rv e y ,   IEE T ra n sa c ti o n   o n .   Ima g e   Pro c e ss in g ,   v o l / issu e :   14 ( 3 ) ,   p p .   2 9 4 3 0 7 ,   2 0 0 5 .   [2 ]   A   S in g h ,   Dig it a Ch a n g e   D e tec t io n   T e c h n iq u e Us in g   Re m o tel y   S e n se d   Da ta , ”  In ter n a ti o n a J o u r n a o Rem o te   S e n sin g ,   v o l / issu e :   10 ( 6 ) ,   p p .   9 8 9 - 1 0 0 3 ,   1 9 8 9 .   [3 ]   A .   S h a r m a   a n d   T .   G u lati,   Re v ie o Ch a n g e   D e tec ti o n   T e c h n iq u e f o Re m o tel y   S e n se d   I m a g e s ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o c o mp u ter   S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g ,   v o l /i ss u e :   5 ( 1 ) ,   p p .   2 2 - 2 5 ,   2 0 1 7 .   [4 ]   H.  Zh a n g   a n d   X .   Ca o ,   A   Wa y   o Im a g e   F u s io n   Ba se d   o n   W a v e let  T ra n s f o r m ,   IEE 9 th   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   M o b il e   A d - h o c   a n d   S e n so r Ne t wo rk s ,   Da li a n ,   p p .   4 9 8 - 5 0 1 ,   2 0 1 3 .   [5 ]   M .   G o n g ,   e a l. ,   Ch a n g e   De tec ti o n   in   S y n th e ti c   A p e rtu re   Ra d a Im a g e Ba s e d   o n   Im a g e   F u sio n   a n d   F u z z y   C lu ste rin g ,   IEE E   T ra n sa c ti o n   o n   Ima g e   Pr o c e ss in g ,   v o l /i ss u e :   2 1( 4 ) ,   p p .   2 1 4 1 - 2 1 5 1 ,   2 0 1 2 .   [6 ]   M .   Be a u li e u ,   e a l. M u lt i -   S p e c t ra Im a g e   Re so lu ti o n   Re f in e m e n t   Us in g   S tatio n a ry   Wav e let  T ra n s fo rm ,   IGARS S   2 0 0 3 ,   2 0 0 3   IEE E   In ter n a ti o n a G e o sc ien c e   a n d   Rem o te S e n sin g   S y mp o siu m ,   v o l.   6 ,   p p .   4 0 3 2 - 4 0 3 4 ,   2 0 0 3 .   [7 ]   J .   E.   F o w ler,  T h e   Re d u n d a n Disc re te  Wav e let  T ra n s f o r m   a n d   A d d it iv e   No is e ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   S i g n a l   Pro c e ss in g   L e tt e rs ,   v o l.   12 ,   p p .   6 2 9 - 6 3 2 ,   2 0 0 5 .   [8 ]   S a ra n y a   G .   a n d   S .   N.  De v i,   P e rfo rm a n c e   Ev a lu a ti o n   f o Im a g e   F u sio n   T e c h n iq u e   in   M e d ica Im a g e Us in g   S p a ti a l   a n d   T ra n sf o r m   M e th o d ,   I n ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   W ire l e ss   Co mm u n ica ti o n s,  S i g n a Pro c e ss in g   a n d   Ne two rk in g ,   C h e n n a i,   p p .   4 4 6 - 4 5 0 ,   2 0 1 6 .   [9 ]   K.  K.  Ku m a r,   e a l. Re so lu ti o n   En h a n c e m e n Us in g   D WT   a n d   S WT   b y   F u sio n   T e c h n iq u e w it h   W a ter m a rk in g ,   IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   C o mp u ta ti o n a I n telli g e n c e   a n d   C o mp u ti n g   Res e a rc h ,   C o im b a to re ,   p p .   1 - 5 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   P .   Bo rw o n w a tan a d e lo k ,   e a l. ,   M u lt F o c u Im a g e   F u sio n   Ba se d   o n   S tatio n a ry   W a v e let  T ra n s f o rm   a n d   Ex ten d e d   S p a ti a l   F re q u e n c y   M e a su re m e n t , ”  IEE T r a n sa c ti o n   o n   El e c tro n ic  Co mp u ter   T e c h n o lo g y ,   p p .   7 7 - 8 1 ,   2 0 0 9 .   [1 1 ]   F .   N.  Ja m a lu d d in ,   e a l . ,   P e rf o rm a n c e   o f   D W T   a n d   S W T   in   M u s c le  F a ti g u e   De tec ti o n ,   IEE E   S t u d e n S y mp o si u in   Bi o me d ica l   En g in e e rin g   &   S c i e n c e s ,   S h a h   A lam ,   p p .   5 0 - 5 3 ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   H.  S h a n d   M .   F a n g ,   M u lt i - f o c u Co lo Im a g e   F u sio n   Ba se d   o n   S W a n d   IHS,   Fo u rth   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   F u zz y   S y ste ms   a n d   Kn o wled g e   Disc o v e ry ,   Ha ik o u ,   p p .   4 6 1 - 4 6 5 ,   2 0 0 7 .   [1 3 ]   T .   L a n d   Y.  Wan g ,   Bio lo g ica I m a g e   F u sio n   Us in g   A   S WT   B a se d   V a riab le - W e ig h ts  S e lec ti o n   S c h e m e ,   3 rd   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   B io i n fo rm a t ics   a n d   Bi o me d ica En g i n e e rin g ,   Be ij i n g ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 0 9 .   [1 4 ]   B .   T ian ,   e a l. ,   Re m o te  S e n sin g   Im a g e   F u sio n   S c h e m e   u sin g   Dir e c ti o n a V e c to i n   N S CT   Do m a in ,   T EL KOM NIKA  T e lec o mm u n ic a ti o n ,   C o mp u ti n g ,   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l ,   v o l / issu e :   14 ( 2 ) ,   p p .   5 9 8 - 6 0 6 ,   2 0 1 6 .   [1 5 ]   Yu h e n d ra   a n d   J .   T .   S .   S u m a n ty o ,   A   Qu a li t y   o f   I m a g e F u sio n   f o Re m o te  S e n sin g   A p p li c a ti o n , ”  T EL KOM NIKA   T e lec o mm u n ica ti o n ,   Co m p u t in g ,   El e c tro n ics   a n d   C o n tro l ,   v o l /i ss u e :   14 ( 1 ) ,   p p .   3 7 8 - 3 8 6 ,   2 0 1 6     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       C h a n g Dete ctio n   fr o R emo t ely  S en s ed   I ma g es B a s ed   o n   S ta tio n a r W a ve let  Tr a n s fo r m   ( A b h is h ek   S h a r ma )   3401   [1 6 ]   J.  C.   Be z d e k P a tt e r n   Re c o g n it i o n   w it h   F u z z y   Ob jec ti v e   F u n c ti o n ,”   Ne w   Yo rk ,   P le n u m ,   1 9 8 1 .   [1 7 ]   J.  C.   Du n n ,   A   F u z z y   Re lativ e   o f   th e   IS OD ATA   P ro c e ss   a n d   Its  Us e   in   De tec ti n g   Co m p a c W e ll - S e p a ra ted   Clu ste rs ,   J o u rn a o Cy b e rn e ti c s ,   v o l.   3 ,   p p .   3 2 - 5 7 ,   1 9 7 3 .   [1 8 ]   T .   Ce li k ,   Un su p e rv ise d   Ch a n g e   De tec ti o n   i n   S a telli te  Im a g e Us i n g   P rin c i p a C o m p o n e n t   A n a l y si a n d   k   M e a n s   Clu ste rin g , ”  IEE E   Ge o sc ien c e   a n d   Rem o te  S e n sin g   L e tt e rs ,   v o l / issu e :   6 ( 4 ) ,   p p .   7 7 2 - 7 7 6 ,   2 0 0 9 .   [1 9 ]   A .   L .   d a   Cu n h a ,   e a l . ,   T h e   No n su b sa m p led   Co n to u rlet  T ra n sfo rm T h e o ry ,   D e sig n ,   a n d   A p p li c a ti o n ,   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Ima g e   Pro c e ss in g . ,   v o l /i ss u e :   15 ( 10 ) ,   p p .     3 0 8 9 3 1 0 1 ,   2 0 0 6 .         [2 0 ]   M .   G o n g ,   e a l . ,   A   N e ig h b o u rh o o d   Ba se d   Ra ti o   A p p ro a c h   fo Ch a n g e   De tec ti o n   in   S A I m a g e s ,   IEE E   Ge o sc ien c e   a n d   Rem o te S e n si n g   L e tt e rs ,   v o l /i ss u e :   9 ( 2 ) ,   p p .   3 0 7 - 3 1 1 ,   2 0 1 2 .   [2 1 ]   M .   N.  S u m a i y a   a n d   R.   S .   S .   Ku m a ri,   L o g a rit h m ic  M e a n   Ba s e d   T h re sh o ld i n g   f o S A I m a g e   Ch a n g e   D e tec ti o n ,   IEE Ge o sc ien c e   a n d   Rem o te S e n sin g   L e tt e rs ,   v o l /i ss u e :   13 ( 11 ) ,   p p .   1 7 2 6 - 1 7 2 8 ,   2 0 1 6 .   [2 2 ]   G .   H.  Ro se n f ield   a n d   A .   F.  L in s,  Co e ff icie n o A g r e e m e n a a   M e a su re   o f   T h e m a ti c   Clas si f ic a ti o n   A c c u ra c y ,   Ph o t o g r a mm e tric E n g i n e e rin g   a n d   Rem o te  S e n sin g ,   v o l /i ss u e :   52 ( 2 ) ,   p p .   2 2 3 - 2 2 7 1 9 8 6 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       M r.   A b h ish e k   S h a rm a   d id   Ba c h e lo rs  o f   T e c h n o lo g y   f ro m   Ku ru k sh e tra  Un iv e rsity ,   Ku ru k sh e tra   in   2 0 0 9   a n d   M a ste o f   Tec h n o lo g y   f ro m   M a h a rish M a rk a n d e sh wa Un iv e rsit y   in   y e a 2 0 1 1 .   He   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   P h . D.  in   De p a rt m e n o El e c tro n ic  a n d   Co m m u n ica ti o n ,   M a h a rish i   M a rk a n d e sh w a Un iv e rsit y ,   M u ll a n a ,   Am b a la.  His  m a in   re se a r c h   w o rk   f o c u se o n   c h a n g e   d e tec ti o n   in   re m o tely   s e n se d   im a g e s.  He   h a s 8 . 5   y e a rs o f   te a c h in g   a n d   re se a rc h   e x p e rien c e .     Dr.  T a ru n   G u lati  d id   Ba c h e lo rs  o f   T e c h n o lo g y   f ro m   Ku ru k sh e tra   Un iv e rsi t y ,   Ku ru k sh e tra  a n d   M a ste o f   Tec h n o lo g y   f ro m       N ITT T R,   Ch a n d ig a rh .   He   d id   P h . f ro m   M . M .   Un iv e rsity   a n d   c u rre n tl y   w o rk in g   a As so c iate   P ro f e ss o in   De p a rtm e n o E lec tro n ics   &   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g ,   M . M .   En g in e e rin g   Co ll e g e ,   M a h a rish M a rk a n d e sh w a r   Un iv e rsit y ,   M u ll a n a ,   Am b a la,   In d ia.  His  a re a   o f   r e se a rc h   is  i m a g e   p ro c e ss in g   a n d   h e   h a 1 4 . 5   y e a rs  o f   te a c h in g   e x p e rien c e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.