[發明專利]基于線狀奇異性信息的SAR圖像相干斑抑制方法

有效

• 申請號: 201110095598.3
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102156971A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 劉芳;武杰;焦李成;王爽;侯彪;郝紅俠;戚玉濤;尚榮華;馬文萍;蔣文梅;焦李成
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，涉及SAR圖像相干斑抑制方法，可用于SAR圖像相干斑抑制。

背景技術

雷達成像是由于雷達發射出的電磁波遇到散射源進行后向散射而形成的，而合成孔徑雷達圖像SAR則是用通過雷達孔徑合成的方式形成較大的雷達天線所成的圖像。在合成孔徑雷達的成像過程中，往往會伴隨著后向散射電磁波之間的相干現象，使得在SAR等雷達圖像總會出現由于相干而形成的斑點信息。這些相干斑信息是由不同散射源或具有不同傳播路徑的散射電磁波相干而形成的。從一定意義上來說，這些相干斑信息反映了散射源的一些特性，但同時也給SAR圖像的理解和解譯帶來了很大的困難。在SAR圖像中，點奇異性、線奇異性和面奇異性的保持對于圖像信息的理解和解譯是非常重要的。

在空域中，傳統的SAR圖像的相干斑抑制方法是以SAR圖像斑點噪聲滿足完全發展相干斑的假設條件，利用局部區域內像素的統計特性對中心像素的真實值進行估計。常見的處理方法有Lee濾波、Kuan濾波、Frost濾波等。其中，Lee濾波以區域斑點噪聲滿足完全發展相干斑為假設，利用鄰域塊內的像素對塊中心像素進行估計，并沒有考慮到圖像不同區域的特性不同，導致處理過程中圖像細節信息的丟失或模糊，不利于圖像的理解和解譯。針對這一問題，有學者提出了增強濾波的SAR圖像相干斑抑制方法，如：增強Lee濾波、增強Frost濾波等。其中，增強Lee濾波利用鄰域塊內的統計信息將SAR圖像劃分為均勻區域、非均勻區域和強散射點，并針對不同的區域采用不同相干斑抑制策略。這類方法能夠較好地實現圖像細節信息保持與斑點噪聲抑制的平衡。但是，由于它是通過鄰域內像素的統計信息對SAR圖像的像素進行劃分，會在大塊均勻區域內出現非均勻區域的現象，影響SAR圖像相干斑抑制的效果。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有方法的不足，提出了一種基于線狀奇異性信息的SAR圖像相干斑抑制方法，以提升SAR圖像相干斑抑制的效果。

實現本發明的技術方案是：利用Primal?Sketch稀疏表示模型中可素描部分的稀疏編碼方法獲取SAR圖像中的邊脊草圖；根據邊脊草圖，將SAR圖像劃分為含有奇異信息的區域和不含奇異信息的區域，即非均勻區域和均勻區域，對非均勻區域采用結合了局部奇異信息SAR圖像相干斑抑制方法，對均勻區域采用變窗策略，根據塊的大小采用不同濾波方法進行相干斑抑制處理，實現了SAR圖像斑點噪聲抑制中奇異性信息保持與斑點噪聲抑制之間的平衡。具體步驟如下：

(1)根據Primal?Sketch稀疏表示模型，用線性稀疏編碼提取SAR圖像由線段組成的邊脊草圖；

(2)根據邊脊草圖，將SAR圖像劃分為含有奇異信息的區域和不含奇異信息的區域，即非均勻區域和均勻區域；

(3)對于非均勻區域采用結合局部奇異信息的相干斑抑制，即以邊脊草圖中的線段為單位，以該線段上每一點為中心根據該線段的方向構建目標矩形塊，并在非均勻區域中搜索該目標塊的相似塊，用相似塊加權和對目標塊進行估計，實現非均勻區域的相干斑抑制；

(4)對均勻區域采用變窗策略，從大到小調整窗口，當窗口不小于5*5時采用Lee濾波方法進行處理；否則，采用增強Lee濾波方法進行處理；

(5)將處理后的非均勻區域和均勻區域進行合并，得到SAR圖像相干斑抑制的結果。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

本發明由于利用Primal?Sketch稀疏表示模型中可素描部分表示SAR圖像的線狀奇異性信息的邊脊草圖，把SAR圖像的劃分為均勻區域和非均勻區域，并分別對非均勻區域和均勻區域采用不同方法進行相干斑抑制處理，即對于非均勻區域，采用結合局部奇異信息的相干斑抑制方法，且對目標塊進行估計而不是對單個像素點進行估計，不僅充分利用了局部結構信息，而且體現了局部區域內像素的幾何聚集性，因此提高了SAR圖像的奇異信息保持；對于均勻區域，本發明由于采用了變窗策略，根據塊的大小采用不同方法進行相干斑抑制，改善了增強Lee濾波在大塊均勻區域內出現非均勻區域的現象，提高了SAR圖像均勻區域的相干斑抑制效果；從而實現了SAR圖像斑點噪聲抑制中奇異性信息保持與相干斑抑制之間的平衡，提升了SAR圖像相干斑抑制的效果。

附圖說明

圖1是本發明對SAR圖像相干斑的抑制流程圖；

圖2是本發明中基于Primal?Sketch稀疏表示模型提取SAR圖像邊脊草圖的結果圖；

圖3是本發明中基于邊脊草圖中線段的方向構建矩形塊的示意圖；