多物理場(chǎng)圖像處理研究與應(yīng)用.pdf

1、干涉數(shù)據(jù)（干涉圖）處理是各種干涉成像系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。InSAS系統(tǒng)干涉圖處理中，常用的干涉相位圖噪聲去除方法是均值平滑濾波和中值濾波。從20世紀(jì)開(kāi)始90年代開(kāi)始，基于偏微分方程(PDE)的圖像處理方法在圖像處理領(lǐng)域得到了廣泛的重視，該方法可以在去除圖像噪聲的同時(shí)，很好的保持圖像的邊緣細(xì)節(jié)。近十年來(lái)發(fā)展的PDE圖像處理方法，利用圖像本身的幾何性質(zhì)（圖像的梯度）引導(dǎo)各向異性的非線性擴(kuò)散過(guò)程。這種方法要求對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)濾波處理，使其不能滿

2、足InSAS系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理的要求。
　　 針對(duì)偏微分方程(PDE)方法在干涉成像中存在的參數(shù)估計(jì)和實(shí)時(shí)處理等問(wèn)題，本文在PDE圖像處理方法的基礎(chǔ)上，以干涉合成孔徑聲吶(InSAS)成像系統(tǒng)為測(cè)試平臺(tái)，提出了一種利用多物理場(chǎng)耦合的圖像處理方法，將多物理場(chǎng)（例如:滲流場(chǎng)）與擴(kuò)散場(chǎng)作耦合，旨在利用以干涉圖為背景的的滲流場(chǎng)或者其他物理場(chǎng)來(lái)引導(dǎo)非線性擴(kuò)散過(guò)程。該方法建立了新的圖像處理模型和數(shù)學(xué)處理框架，以及快速有效的數(shù)值計(jì)算方法，將干涉圖處

3、理視為擴(kuò)散場(chǎng)和滲流場(chǎng)等多個(gè)物理場(chǎng)的演化結(jié)果。在數(shù)學(xué)模型上表現(xiàn)為滿足初邊值條件下多個(gè)偏微分方程的耦合，圖像處理結(jié)果是演化方程組在圖像空間上的整體弱解。本文在多物理場(chǎng)有限元仿真軟件COMSOL Multiphysical平臺(tái)上對(duì)該模型進(jìn)行了數(shù)值模擬，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該模型具有較好的去噪和邊緣保持能力。
　　 這種耦合的PDE方法具有清晰明確的物理過(guò)程，保留了經(jīng)典PDE方法的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免了在濾波之前進(jìn)行高斯預(yù)處理，很好的滿足了InSAS