[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于同質(zhì)性顯著度和方向選擇的極化SAR相干斑噪聲抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410782610.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104463805A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小華;焦李成;侯臻;田小林;朱虎明;馬晶晶;熊濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 西安吉盛專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 張恒陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及極化SAR圖像斑點(diǎn)噪聲抑制，可用于對(duì)極化SAR圖像進(jìn)行濾波，具體是一種基于同質(zhì)性顯著度和方向選擇的極化SAR相干斑噪聲抑制方法。

背景技術(shù)

極化合成孔徑雷達(dá)(Polarization?SAR,POL-SAR)是用來(lái)測(cè)量地表回波信號(hào)的新型成像雷達(dá),它可以在發(fā)射回波信號(hào)極化脈沖時(shí)近乎同時(shí)接收回波信號(hào)極化脈沖,各極化脈沖之間是相干的。與單極化數(shù)據(jù)相比,全極化SAR在對(duì)地觀測(cè)和遙感應(yīng)用方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)。POL-SAR數(shù)據(jù)記錄了地物任意極化狀態(tài)下的散射回波,既有振幅信息,也有相位信息,極化SAR包含更多的地物信息將大大提高對(duì)地物的識(shí)別能力。可是極化SAR圖像同樣受到相干斑噪聲影響,增加了圖像解譯的難度。因此，極化SAR圖像降斑對(duì)后續(xù)圖像處理應(yīng)用的意義重大。

1)精致極化Lee濾波是一個(gè)經(jīng)典的濾波方法，它通過(guò)使用方向窗口進(jìn)行濾波，濾波后的數(shù)據(jù)在邊緣的特性保持方面效果顯著，但是，在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)信息的保持上，濾波效果并非十分理想，因此在相干斑的抑制中，原始數(shù)據(jù)的一些特性無(wú)法很好地保留。

2)Lee提出的改進(jìn)的Sigma濾波，它解決了原始Sigma濾波的暗像素點(diǎn)不被濾波和存在濾波數(shù)據(jù)誤差等缺點(diǎn)，并有效保持了亮目標(biāo)像素點(diǎn)，在邊緣保持和細(xì)節(jié)信息保留上都要優(yōu)于精致極化Lee濾波方法，但是在邊緣和紋理的處理上，由于斑點(diǎn)噪聲的影響，這種方法還是不能最好的區(qū)分相干斑噪聲與邊緣紋理信息，濾波后會(huì)出現(xiàn)一些“毛刺”，且同質(zhì)區(qū)域的平滑程度也未達(dá)到理想效果。

3)非局部方法的極化SAR濾波。Buades等人提出的非局部均值濾波器使用兩個(gè)圖像塊的相似程度來(lái)作為濾波權(quán)值，利用這種思想，Deledalle?C.等人提出了PPB濾波器，并應(yīng)用于了SAR與極化SAR圖像的濾波；J.Chen等人提出了Pretest的極化SAR圖像濾波方法并都取得了很好的濾波效果。相比于以上兩種基于統(tǒng)計(jì)特性的濾波方法，非局部的方法在同質(zhì)區(qū)域的平滑程度上取得了很大提高。但與此同時(shí)，PPB的方法沒(méi)有充分利用極化SAR數(shù)據(jù)的散射信息，Pretest的方法在判別相似點(diǎn)的時(shí)候忽略了一些細(xì)節(jié)，所以仍有需要提高的地方。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種結(jié)合局部同質(zhì)顯著度與圖像塊相似性的極化SAR圖像降斑方法，以實(shí)現(xiàn)在有效抑制相干斑的同時(shí)保持點(diǎn)目標(biāo)和紋理結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)信息，提高極化SAR圖像的相干斑抑制效果。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于同質(zhì)性顯著度和方向選擇的極化SAR相干斑噪聲抑制方法，包括如下步驟：

(1)讀入相干矩陣格式的極化SAR數(shù)據(jù)得到圖像O，計(jì)算O的SPAN系數(shù)圖像S，計(jì)算方法如下:

SPAN＝|S_hh|²+2|S_hv|²+|S_vv|²，

其中S_hh，S_hv和S_vv分別代表極化SAR數(shù)據(jù)三個(gè)通道HH、HV、VV的強(qiáng)度；

(2)利用Wishart距離計(jì)算O中以每一像素點(diǎn)為中心的局部勻質(zhì)度M₁，利用局部方差系數(shù)計(jì)算S上每一像素點(diǎn)的系數(shù)M₂，聯(lián)合M₁與M₂得到極化SAR圖像對(duì)應(yīng)的同質(zhì)性顯著圖Z；

(3)判斷O中每個(gè)像素點(diǎn)的方向：

3a)定義8個(gè)3×3的方向窗d1～d8：