基于局部與非局部策略的極化SAR相干斑抑制研究.pdf

1、極化合成孔徑雷達(POLSAR)是一種多參數(shù)、多通道的微波成像雷達，對地物具有一定的投射性，能夠獲取不同極化狀態(tài)下目標的散射回波，更好的描述目標所包含的信息，已成為遙感領(lǐng)域的一種新技術(shù)，是合成孔徑雷達(SAR)發(fā)展的新趨勢，被廣泛應(yīng)用于軍事、國防、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域。但是由于相干成像的原理性缺陷，極化SAR系統(tǒng)獲取的目標信息與實際的信息之間存在一定的偏差，導致極化SAR數(shù)據(jù)中存在相干斑噪聲，嚴重的影響了數(shù)據(jù)的解譯和后續(xù)應(yīng)用，因此相干斑

2、噪聲的抑制成為極化SAR數(shù)據(jù)應(yīng)用中的首要問題。本文介紹了SAR數(shù)據(jù)以及極化SAR數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布和相干斑噪聲模型，提出了三種相干斑抑制算法，主要內(nèi)容如下：
　　1．在已有極化SAR數(shù)據(jù)雙邊濾波的基礎(chǔ)上，借鑒基于相對全變差的邊緣檢測方法，提出了一種基于邊緣檢測和雙邊濾波的極化SAR相干斑抑制算法，檢測出圖像的勻質(zhì)區(qū)域和邊緣紋理細節(jié)區(qū)域，在不同的區(qū)域?qū)﹄p邊濾波的亮度信息平滑參數(shù)設(shè)置不同的值，使其更適合所處理的像素。該算法簡單快速，可以直

3、接對極化協(xié)方差矩陣C或極化相干矩陣T進行處理。實驗結(jié)果表明，該算法不僅對相干斑噪聲抑制具有相對不錯的性能而且對邊緣紋理細節(jié)信息的保持也相對較好。
　　2．結(jié)合雙邊濾波和非局部均值濾波，提出了一種基于非局部雙邊濾波的極化SAR相干斑抑制算法，通過非局部的思想選擇盡可能多的相似圖像塊，并對這些相似圖像塊采取雙邊濾波，最后對相似圖像塊雙邊濾波的結(jié)果進行非局部加權(quán)平均，既考慮了圖像塊的結(jié)構(gòu)相似性又考慮了單像素的像素值相似性。此算法結(jié)合了局

4、部和非局部策略，不但考慮了雙邊濾波的優(yōu)點也考慮了非局部均值濾波的優(yōu)點。實驗結(jié)果表明，不論在勻質(zhì)區(qū)域還是在邊緣紋理細節(jié)區(qū)域該算法對極化SAR數(shù)據(jù)圖像的相干斑抑制效果都相對較好。
　　3．將處理含有加性高斯白噪聲圖像的SVD算法應(yīng)用到SAR數(shù)據(jù)的相干斑抑制上，針對SAR數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布以及相干斑噪聲模型，在獲取SVD樣本矩陣時采用適合SAR數(shù)據(jù)的相似性距離代替原始的歐氏距離，并提出適應(yīng)SAR數(shù)據(jù)相干斑噪聲的SVD閾值參數(shù)計算公式。除此之

5、外，充分考慮極化SAR數(shù)據(jù)的特性，將應(yīng)用到SAR數(shù)據(jù)相干斑抑制上的SVD方法擴展到極化SAR數(shù)據(jù)上，在Span數(shù)據(jù)上獲取相似圖像塊和SVD閾值參數(shù)，在保持極化信息方面有一定的作用。實驗結(jié)果表明，該算法在SAR數(shù)據(jù)和極化SAR數(shù)據(jù)上的相干斑抑制均能達到較好的性能，而且更大的優(yōu)勢在于對單視極化SAR數(shù)據(jù)處理具有一定的有效性。
　　本文工作得到了國家自然科學基金（No.61173092）、新世紀優(yōu)秀人才支持計劃（No.66ZY110）和