[發(fā)明專(zhuān)利]SAR圖像對(duì)比度自適應(yīng)調(diào)整的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410573377.6
• 申請(qǐng)日: 2014-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104318530A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尤紅建;劉方堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種SAR圖像對(duì)比度自適應(yīng)調(diào)整的方法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(SAR)圖像是微波遙感圖像，它是地物對(duì)主動(dòng)發(fā)射無(wú)線(xiàn)電波后向散射程度的反映。不同于一般的光學(xué)圖像，獲取的原始SAR圖像常常表現(xiàn)為對(duì)比度差、視覺(jué)效果模糊和場(chǎng)景中少數(shù)亮點(diǎn)突出顯示等不足，嚴(yán)重影響了SAR圖像的可視化應(yīng)用和圖像判讀分析。因此需要通過(guò)調(diào)整SAR圖像對(duì)比度來(lái)增強(qiáng)視覺(jué)效果，以利于后續(xù)的SAR圖像解譯和應(yīng)用，使得調(diào)整SAR圖像對(duì)比度成為SAR圖像處理和應(yīng)用中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。SAR圖像對(duì)比度調(diào)整不是以圖像保真度為原則，而是通過(guò)圖像處理，突出有用的信息，抑制無(wú)用信息，以提高圖像的使用價(jià)值，增強(qiáng)SAR圖像的可視化判瀆和解疑效果。

圖像對(duì)比度調(diào)整處理技術(shù)一直是圖像處理領(lǐng)域非常重要的基本處理技術(shù)，它利用各種數(shù)學(xué)方法和變換手段提高圖像中的對(duì)比度和清晰度，可以將原本模糊不清甚至根本無(wú)法分辨的原始圖片處理成清楚、明晰的含有大量有用信息的可使用圖像，從而突出人或其它接收系統(tǒng)所感興趣的部分。但是總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)SAR圖像灰度增強(qiáng)顯示的理論和算法介紹很少，目前主要的方法還是通過(guò)采用光學(xué)圖像的灰度調(diào)整方法來(lái)顯示SAR圖像，例如王曉軍(王曉軍、孫洪、黃培榮、管鮑，基于直方圖形態(tài)的SAR圖像灰度變換性能評(píng)估，系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2004年10月，28卷10期：1332～1338)對(duì)線(xiàn)性灰度變換方法、分段線(xiàn)性灰度變換方法、常規(guī)變換灰度變換方法、對(duì)數(shù)灰度變換方法、灰度均衡變換方法、根號(hào)灰度變換方法、基于輻射度統(tǒng)計(jì)多分辨率分析的灰度變換方法等7種SAR圖像灰度變換方法進(jìn)行了性能評(píng)價(jià)，經(jīng)真實(shí)SAR圖像檢驗(yàn)，表明基于輻射度統(tǒng)計(jì)多分辨率分析的灰度變換方法性能最優(yōu)。而實(shí)際上SAR圖像的直方圖并不像光學(xué)圖像那樣符合高斯分布模型，因此傳統(tǒng)的光學(xué)圖像調(diào)整方法得到的顯示效果不佳。目前最可靠和常用的方法還是人工調(diào)整直方圖的方法，由于需要人工交互執(zhí)行，不同的場(chǎng)景需要不斷調(diào)整直方圖參數(shù)，因此顯示效率很低，也不能自動(dòng)化的實(shí)時(shí)完成。周廣益(周廣益、鐘華、楊健，基于負(fù)指數(shù)變換和Mean-shift算法的SAR圖像可視化方法，《清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2011年07期)提出了基于負(fù)指數(shù)變換和Mean-shift算法的SAR圖像可視化方法，首先用參數(shù)化的方法對(duì)SAR圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)指數(shù)變換，然后用Mean-shift算法估計(jì)變換后圖像直方圖分布的眾數(shù)調(diào)整變換參數(shù)，最后對(duì)原SAR圖像重新進(jìn)行變換。該方法是對(duì)SAR圖像進(jìn)行整體變換處理，局部適應(yīng)性不佳，而且需要調(diào)整的參數(shù)較多。

可見(jiàn)，現(xiàn)有的技術(shù)調(diào)整SAR圖像對(duì)比度的方法絕大多數(shù)都是采樣了光學(xué)圖像的變換方法，很少考慮SAR圖像本身的統(tǒng)計(jì)特性，一般需要人工交互，實(shí)時(shí)性和場(chǎng)景適應(yīng)性都較差，很難自動(dòng)化完成。即使考慮SAR圖像的特點(diǎn)，也僅僅采用了整體的負(fù)指數(shù)變換的方法，由于調(diào)整的參數(shù)較多，靈活性差，而且需要采用Mean-shift算法估計(jì)變換后圖像直方圖的幾個(gè)分布參數(shù)，計(jì)算效率低，實(shí)時(shí)性不好。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

鑒于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明利用SAR圖像本身所具有的統(tǒng)計(jì)特性，提供了一種SAR圖像對(duì)比度自適應(yīng)調(diào)整的方法。

(二)技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種SAR圖像對(duì)比度自適應(yīng)調(diào)整的方法。該方法包括：步驟A，計(jì)算原始SAR圖像I的一次積分圖像I_Σ和二次積分圖像以及步驟B，對(duì)原始SAR圖像的每個(gè)像素，按照以下步驟計(jì)算其灰度調(diào)整值P_new，完成SAR圖像對(duì)比度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。其中，步驟B包括：子步驟B1，以當(dāng)前像素為中心提取四個(gè)角點(diǎn)分別為A、B、C、D的方形鄰域窗口，并利用一次積分圖像I_Σ和二次積分圖像中該四個(gè)角點(diǎn)的灰度值，計(jì)算該方形鄰域窗口內(nèi)像素的平均值μ_x和方差σ_x；子步驟B2，利用所述方形鄰域窗口內(nèi)像素的平均值和方差計(jì)算該方形鄰域窗口所對(duì)應(yīng)的最大灰度調(diào)整變換值；以及子步驟B3，由該方形鄰域窗口所對(duì)應(yīng)的最大灰度調(diào)整變換值計(jì)算當(dāng)前像素的灰度調(diào)整值P_new。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明SAR圖像對(duì)比度自適應(yīng)調(diào)整的方法具有以下有益效果：

(1)自動(dòng)地根據(jù)圖像中每個(gè)像素周?chē)徲虻膮^(qū)域像素值計(jì)算局部區(qū)域圖像的統(tǒng)計(jì)分布參數(shù)，能夠很好地符合SAR圖像本身的統(tǒng)計(jì)特性；