[發明專利]一種基于各項異性擴散的全極化雷達影像去噪方法

在審

• 申請號: 201710888640.4
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107644408A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 馬曉雙;吳鵬海
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙)34120
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明涉及遙感影像處理領域，具體涉及一種基于各項異性擴散的全極化雷達去噪方法。

背景技術

全極化合成孔徑雷達(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)遙感系統同光學遙感系統相比，具有全天時、全天候對地觀測的優點，能同時發射、接收水平及垂直的極化雷達波，因此能夠獲取地物豐富的后向散射信息，已在諸多行業領域得到廣泛應用。近年來，國內外多個高分辨率PolSAR系統相繼投入使用，特別是，我國于2016年發射了國內首顆高分辨率全極化SAR衛星--高分三號，進一步推動了PolSAR的應用前景。然而，由于成像機理的限制，使得SAR影像不可避免存在相干斑噪聲，這一問題在全極化SAR影像中更為突出和復雜，嚴重降低了影像的質量，制約了其在各方面的應用潛力。因此，發展有效的PolSAR去噪方法，具有重要的研究價值和實際意義。

近年來，在PolSAR影像去噪方面，國內外的研究者從不同的研究角度出發逐漸提出了一些卓有成效的方法，這些方法大致可分為兩大主要類別：一類是基于局部噪聲統計特性的去噪方法，其中代表性的方法如文獻1:J.S.Lee,T.L.Ainsworth,Y.Wang,and K.S.Chen,"Polarimetric SAR Speckle Filtering and the Extended Sigma Filter,"IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,53(3):1150-1160,2015.提出了一種基于局部線性最小均方誤差的濾波器，如文獻2：A.Alonso-González,C.López-Martínez,and P.Salembier,"Filtering and segmentation of polarimetric SAR data based on binary partition trees,"IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,50(2):593-605,2012.先對影像進行分割，然后對每個分割對象取均值作為對象內像素去噪后的值；另一類是基于非局部均值思想的去噪方法，其中的代表性方法如文獻3：J.Chen,Y.Chen,W.An,Y.Cui,and J.Yang,"Nonlocal filtering for polarimetric SAR data:a pretest approach,"IEEE Transactions on Geoscience andRemote Sensing,49(5):1744-1754,2011.和文獻4：H.Zhong,J.Zhang,and G.Liu,"Robust polarimetric SAR despeckling based on nonlocal means and distributed Lee filter,"IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,42(7):4198-4210,2014。總的來說，基于局部噪聲統計特性的去噪方法雖然簡便易行、運算復雜度低，但往往在去噪后難以較好地保持影像的細節信息；相反，基于非局部均值的方法雖然能夠取得較好的去噪效果，但運算復雜度通常很大，難以大范圍推廣應用于較大尺寸PolSAR影像的處理。

偏微分方程(Partial Differential Equation,PDE)理論在圖像處理領域的研究始于上世紀六、七十年代，其最早應用于數字圖像去噪方面的研究。基于PDE的圖像處理方法具有很好的數學基礎，深入的理論背景，算法穩定性也較高。在基于PDE的去噪方法當中，各向異性擴散方法因其運算復雜度低、顯著抑制噪聲的同時也能有效保持影像紋理信息等特點而得到了廣泛關注。目前，各向異性擴散方法已廣泛應用于各類圖像的去噪問題，例如數字圖像、醫學圖像等。然而，由于PolSAR系統及數據的復雜性，針對PolSAR影像的各向異性擴散去噪方法目前為止還十分罕見。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，提供一種基于各項異性擴散的全極化雷達影像去噪方法，既能顯著去除噪聲，也能有效保持影像的細節信息。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明是通過以下技術方案實現：

一種基于各項異性擴散的全極化雷達影像去噪方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，計算原始含噪聲雷達遙感影像中每個像元與其鄰域像元的極化統計相似度，完成初始各項異性擴散去噪；