[發(fā)明專(zhuān)利]一種擴(kuò)散系數(shù)最優(yōu)的SAR圖像相干斑抑制的計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610261868.6
• 申請(qǐng)日: 2016-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107305687A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史曉非;張敏;李艷華;馬海洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 大連東方專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像處理技術(shù)，特別是一種SAR圖像相干斑抑制的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

目前，已有不少基于各向異性擴(kuò)散的SAR圖像相干斑抑制方法被提出，其中經(jīng)典的各向異性擴(kuò)散抑斑方法主要有：P-M各向異性擴(kuò)散濾波算法、SARD抑斑方法、DPAD抑斑方法等。

P-M各向異性擴(kuò)散濾波算法將偏微分方程應(yīng)用在了圖像上，該方法是在加性噪聲的基礎(chǔ)上提出的，傳統(tǒng)P-M擴(kuò)散不宜直接用于SAR圖像的抑斑處理，這是因?yàn)椋浩湟?，P-M擴(kuò)散要么不能徹底抑制邊緣區(qū)域噪聲，要么容易引起邊緣細(xì)節(jié)損失；其二，P-M擴(kuò)散使用的梯度算子對(duì)受乘性噪聲污染的SAR圖像容易產(chǎn)生邊緣檢測(cè)非恒虛警與擴(kuò)散不均衡問(wèn)題。

Yu與Acton首次揭示了經(jīng)典的空域Lee濾波、Frost濾波同各向異性擴(kuò)散P-M之間的內(nèi)在關(guān)系，在SAR圖像乘性相干模型假設(shè)基礎(chǔ)上，發(fā)展了相干斑抑制的各向異性擴(kuò)散SRAD。SRAD可以理解為迭代的Lee濾波，而整個(gè)迭代濾波過(guò)程受瞬時(shí)變差系數(shù)控制。而DPAD對(duì)SRAD的主要改進(jìn)是利用Kuan濾波代替SRAD采用的Lee濾波去估計(jì)擴(kuò)散函數(shù)。而由局域窗估計(jì)生成的Lee濾波與Kuan濾波系數(shù)本身沒(méi)有方向性，不能匹配SAR圖像的局部幾何特征，是一種靜態(tài)的自適應(yīng)參量。因此，SRAD與DPAD的擴(kuò)散濾波過(guò)程會(huì)使擴(kuò)散的不均衡性在多次迭代過(guò)程中被積累放大，并最終導(dǎo)致具有高ICV值的局部區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重的塊效應(yīng)現(xiàn)象。所以擴(kuò)散系數(shù)并不滿足Charbonnier準(zhǔn)則，在同質(zhì)區(qū)域時(shí)兩個(gè)方向的擴(kuò)散速度不同；異質(zhì)區(qū)域時(shí)擴(kuò)散系數(shù)雖然都為零，但擴(kuò)散速度不同。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散系數(shù)在同質(zhì)區(qū)域時(shí)擴(kuò)散速度保持一致的擴(kuò)散系數(shù)最優(yōu)的SAR圖像相干斑抑制的計(jì)算方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種擴(kuò)散系數(shù)最優(yōu)的SAR圖像相干斑抑制的計(jì)算方法，包括以下步驟：

A、讀取一幅SAR圖像；

B、計(jì)算SAR圖像的點(diǎn)列矩陣的ε_R(x,y)；

按下式計(jì)算步驟A讀取的SAR圖像的點(diǎn)列矩陣的ε_R(x,y)：

其中

每一個(gè)窗函數(shù)在水平方向的形狀是Gaussian的，在垂直方向時(shí)形狀是Gamma的。它由三個(gè)參數(shù)σ_x、α、β確定。σ_x控制著窗的長(zhǎng)度，α和β控制著窗的寬度和窗之間的距離，并且要求α＞1，β＞0。這里ε_R0(x,y)是像素點(diǎn)在SAR圖像同質(zhì)區(qū)域時(shí)的值。

此處的窗函數(shù)指的是式(4)所示的兩個(gè)2-D窗函數(shù)，即W_U(x,y)和W_L(x,y)。

在SAR圖像的同質(zhì)區(qū)域時(shí)，ε_R(x,y)→ε_R0(x,y)，即g→g₀，此時(shí)c(g)→1，能在SAR圖像的同質(zhì)區(qū)域時(shí)進(jìn)行平滑；在SAR圖像的異質(zhì)區(qū)域時(shí)，ε_R(x,y)→0即g→∞，此時(shí)c(g)→0，起到保護(hù)SAR圖像結(jié)構(gòu)信息的作用。

P表示P個(gè)方向，(x,y)表示當(dāng)前待測(cè)像素點(diǎn)。

C、計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)c(g)；

利用步驟B得到的ε_R(x,y)通過(guò)下式計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)c(g)；

式中g(shù)＝-log(ε_R(x,y))，g₀＝-log(ε_R0(x,y))；

在垂直于梯度方向ξ上其擴(kuò)散系數(shù)為：

在平行于梯度的方向η上擴(kuò)散系數(shù)為：

下面基于Charbonnier準(zhǔn)則，對(duì)擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行分析：

C1、在SAR圖像的同質(zhì)區(qū)域時(shí)，此時(shí)g→g₀，則對(duì)于c_ξ有

同理對(duì)于c_η有

通過(guò)式(8)和式(9)得到，c_η＝c_ξ＝1，具有相同的擴(kuò)散速率。

C2、在SAR圖像的異質(zhì)區(qū)域時(shí)，此時(shí)g→∞，此時(shí)在ξ方向上

在η方向上有