基于SAR圖像局域特征相干斑抑制的濾波算法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種工作在微波波段的相干成像雷達(dá)，由于其全天候和強透射性等特點，在軍事和民用方面顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用前景。但是SAR相干成像方式使SAR圖像中存在顯著的相干斑噪聲，降低了圖像質(zhì)量，影響了后續(xù)目標(biāo)檢測、分類和識別等應(yīng)用。因此，SAR圖像的相干斑抑制一直是合成孔徑雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域重要課題之一。 本文的研究內(nèi)容就是SAR圖像相干斑的抑制算法。相干斑抑制的主要目的就是最大程度減少圖像斑點噪聲，同時保持圖像

2、邊緣和紋理等細(xì)節(jié)信息。關(guān)于SAR相干斑的抑制，國內(nèi)外諸多學(xué)者已經(jīng)提出了不少的算法，大概可分為三種，一是成像過程中的多視處理技術(shù)，該方法在早期的SAR處理中經(jīng)常采用，是以損失圖像的空間分辨率為代價來換取對相干斑的抑制；二是自八十年代開始出現(xiàn)的基于圖像局部特征的空間域濾波技術(shù)，能在基本不降低SAR圖像空間分辨率的前提下抑制相干斑噪聲；三是小波濾波算法。 本文首先介紹了合成孔徑雷達(dá)的成像原理，在此理論基礎(chǔ)上詳細(xì)分析SAR圖像相干斑形成

3、的原理和基于完全發(fā)育概念的相干斑的統(tǒng)計特征，建立了適用于相干斑濾波算法的數(shù)學(xué)模型。然后深入研究了幾種使用較為廣泛的空域濾波算法，分析了這些方法的優(yōu)缺點，結(jié)合真實SAR圖像，仿真驗證了這些算法，并對此作了總體評價。這些方法或多或少都存在一些缺點和局限性。例如：同質(zhì)區(qū)域內(nèi)濾波器應(yīng)該恢復(fù)RCS；在異質(zhì)區(qū)域，濾波器應(yīng)該在減少斑點的同時保持邊緣和紋理信息。一些算法引入方差系數(shù)區(qū)分局部圖像類型來采用不同方法，但是方差系數(shù)還不足以較好區(qū)分局部圖像的紋

4、理邊緣特征，如窗口內(nèi)較細(xì)的邊緣或紋理上的斑點噪聲使方差系數(shù)呈現(xiàn)較大值，該類噪聲將被當(dāng)成點狀目標(biāo)基本上未處理。通過一個固定的窗口進(jìn)行濾波操作，無法解決平滑噪聲和保持圖像邊緣和點目標(biāo)這一對矛盾。 因此本文提出了一種是基于邊緣信息的濾波算法，這種方法采用邊緣檢測算法中兩類比例因子和中心像素的方差系數(shù)來判斷中心像素所屬區(qū)域的類型，是否處于均勻區(qū)域，邊緣附近及其方向、邊緣及其類型等，根據(jù)不同的邊緣信息來決定濾波的子窗口和濾波方法。另外，本