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(dá)(POLSAR)是一種多參數(shù)、多通道的微波成像雷達(dá)，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(biāo)的散射回波，更好的描述目標(biāo)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(dá)(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(gè)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(biāo)信息與實(shí)際的信息之間存在一定的偏差，導(dǎo)致極化SAR數(shù)據(jù)中存在相干斑噪聲，嚴(yán)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(jì)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(xì)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(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法不僅對相干斑噪聲抑制具有相對不錯(cuò)的性能而且對邊緣紋理細(xì)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(jìn)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(diǎn)也考慮了非局部均值濾波的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不論在勻質(zhì)區(qū)域還是在邊緣紋理細(xì)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(jì)分布以及相干斑噪聲模型，在獲取SVD樣本矩陣時(shí)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(jì)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(kuò)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(shí)驗(yàn)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(dá)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(xué)基金（No.61173092）、新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃（No.66ZY110）和