合成孔徑雷達圖像統(tǒng)計建模與濾波.pdf

1、合成孔徑雷達(SAR)是雷達技術(shù)從目標(biāo)一維探測(如方位、距離和高度)向目標(biāo)二維成像的重要發(fā)展,其具有全天候(如云、霧、雪、雨等氣象條件下)、全天時(晝夜變化)的觀測能力。SAR因其顯著的特點而逐漸成為最重要的微波遙感設(shè)備,SAR圖像數(shù)據(jù)在遙感領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。SAR圖像與一般意義下的光學(xué)圖像存在很大差異,表現(xiàn)在成像機理、噪聲模式、像素灰度分布等多個方面。開展SAR圖像特性的研究,增強SAR圖像視覺效果上的可讀性,是支撐 SAR圖像

2、從“數(shù)據(jù)”向“信息”轉(zhuǎn)化,并最終成為“知識”而滿足遙感應(yīng)用需求的基礎(chǔ)。
　　本文從統(tǒng)計學(xué)的角度對SAR圖像相干斑進行了研究,綜述了SAR圖像統(tǒng)計建模研究中的概率分布模型,并進一步發(fā)展和完善了模型參數(shù)估計和建模精度評價方法,最后針對 SAR圖像相干斑提出了基于Contourlet變換的相干斑濾波方法。
　　在SAR圖像特性研究中,介紹了SAR圖像最基本的相干斑的成因、統(tǒng)計模型和仿真方法。假設(shè)目標(biāo)散射分量滿足隨機游走特性,形成了

3、相干斑復(fù)數(shù)據(jù)、幅度、強度、相位的一階統(tǒng)計模型,并結(jié)合真實的SAR圖像進行了模型驗證;由此,進一步介紹了多視SAR圖像的形成和多視相干斑統(tǒng)計模型;最后,在相干斑統(tǒng)計模型的基礎(chǔ)上發(fā)展了斑噪聲的仿真方法。
　　在SAR圖像統(tǒng)計建模研究中,實現(xiàn)了所有統(tǒng)計模型的綜述、參數(shù)估計和建模精度評價。按照模型起源將所有統(tǒng)計模型劃分為先驗假設(shè)統(tǒng)計模型和經(jīng)驗分布模型兩大類,共十一種模型,并根據(jù)廣義高斯瑞利(GGR)模型提出了改進的GGR模型。介紹了矩估計

4、法(MoM)、最大似然估計(ML)和對數(shù)累量法(MoLC)三種參數(shù)估計方法,并由此實現(xiàn)了模型參數(shù)的估計。建立了皮爾遜χ2檢驗、Kolmogorov-Smirnov(K-S)距離和Kullback-Leibler(K-L)距離三種建模精度評價準(zhǔn)則,并結(jié)合真實的SAR圖像進行了統(tǒng)計建模和精度評估實驗,得出了逆高斯分布、Fisher分布和廣義伽馬分布具有比較優(yōu)秀的SAR圖像統(tǒng)計建模能力。
　　在SAR圖像相干斑濾波研究中,提出了基于Co

5、ntourlet變換的相干斑濾波方法。首先介紹了Contourlet變換圖像多尺度分解的特點,以及尺度分解拉普拉斯金字塔(LP)和方向分解方向濾波器組(DFB)的實現(xiàn);其次,根據(jù)小波貝葉斯軟閾值和小波系數(shù)隱馬爾科夫樹(HMT)模型兩種去噪方法,提出了Contourlet貝葉斯軟閾值和Contourlet系數(shù)HMT模型兩種SAR圖像相干斑濾波方法;最后,通過仿真斑圖像和真實SAR圖像驗證了基于Contourlet變換的貝葉斯軟閾值和HMT