[發(fā)明專利]一種改進(jìn)的PolSAR圖像非局部均值濾波方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811018989.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN109285127B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓萍;賈錕;盧曉光;張喆;韓斌斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)民航大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

一種改進(jìn)的PolSAR圖像非局部均值濾波方法。該方法結(jié)合圖像子塊的統(tǒng)計(jì)特性和目標(biāo)點(diǎn)的極化散射特性篩選同質(zhì)像素點(diǎn)，引入變異系數(shù)自適應(yīng)選取平滑系數(shù)計(jì)算濾波所需的權(quán)重，對(duì)同質(zhì)像素點(diǎn)進(jìn)行非局部均值濾波，最后輸出濾波后的PolSAR圖像。本發(fā)明方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)可有效濾除相干斑噪聲2)具有較強(qiáng)的自適應(yīng)程度，本發(fā)明方法能夠根據(jù)圖像塊的異質(zhì)性來自適應(yīng)選取平滑系數(shù)，在濾除噪聲的前提下，更好地保持了圖像的邊緣特征3)利用極化篩選使濾波后圖像點(diǎn)目標(biāo)的極化散射特征得到了較好地保持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于PolSAR圖像解譯技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種PolSAR圖像非局部均值濾波方法。

背景技術(shù)

極化合成孔徑雷達(dá)(polarimetric synthetic aperture radar，PolSAR)具有全天時(shí)、全天候以及高穿透性的工作特性，在地物分類、積雪覆蓋測(cè)量和災(zāi)情估計(jì)等遙感觀測(cè)中起到了越來越廣泛的作用。相干斑噪聲是PolSAR成像系統(tǒng)所固有的，它的存在不僅會(huì)降低圖像的視覺質(zhì)量，而且也不利于分類、識(shí)別等對(duì)圖像的后續(xù)處理。因此，相干斑抑制成為了PolSAR圖像解譯的前提條件。但目前尚缺少有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在保證相干斑抑制效果的前提下，能夠更有效地保持濾波后圖像的紋理結(jié)構(gòu)和目標(biāo)點(diǎn)的極化散射特性的改進(jìn)的PolSAR圖像非局部均值濾波方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的改進(jìn)的PolSAR圖像非局部均值濾波方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)輸入PolSAR圖像，確定該圖像中待濾波像素點(diǎn)的搜索窗并在其中選取同質(zhì)像素點(diǎn)，組成同質(zhì)像素點(diǎn)集合；

2)利用變異系數(shù)計(jì)算PolSAR圖像中待濾波像素點(diǎn)的自適應(yīng)平滑系數(shù)；

3)對(duì)步驟1)獲得的同質(zhì)像素點(diǎn)集合進(jìn)行非局部均值濾波，結(jié)合步驟1) 得到的相似度和步驟2)得到的自適應(yīng)平滑系數(shù)計(jì)算出每個(gè)像素點(diǎn)的權(quán)重，并將權(quán)重進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化權(quán)重；

4)利用步驟3)得到的歸一化權(quán)重對(duì)同質(zhì)像素點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)平均，計(jì)算出濾波后的像素點(diǎn)的極化協(xié)方差矩陣，最后重構(gòu)濾波后的PolSAR圖像。

在步驟1)中，所述的輸入PolSAR圖像，確定該圖像中待濾波像素點(diǎn)的搜索窗并在其中選取同質(zhì)像素點(diǎn)，組成同質(zhì)像素點(diǎn)集合的方法是：首先輸入PolSAR 圖像，根據(jù)所設(shè)搜索窗大小確定待濾波像素點(diǎn)的搜索窗，然后對(duì)搜索窗內(nèi)的所有像素點(diǎn)進(jìn)行極化篩選，選取滿足極化篩選條件的像素點(diǎn)作為參考濾波像素點(diǎn)；計(jì)算每個(gè)參考濾波像素點(diǎn)與待濾波像素點(diǎn)之間的相似度，然后利用閾值判別法篩選像素點(diǎn)，滿足篩選條件的像素點(diǎn)將組成同質(zhì)像素點(diǎn)集合，不滿足條件的像素點(diǎn)則舍棄。

在步驟2)中，所述的利用變異系數(shù)計(jì)算PolSAR圖像中待濾波像素點(diǎn)的自適應(yīng)平滑系數(shù)的方法是：根據(jù)極化協(xié)方差矩陣C計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的散射功率，由計(jì)算出的每個(gè)像素點(diǎn)的散射功率得到散射功率圖，在散射功率圖上計(jì)算出每個(gè)像素點(diǎn)的變異系數(shù)，利用變異系數(shù)計(jì)算出待濾波像素點(diǎn)的自適應(yīng)平滑系數(shù)。

在步驟3)中，所述的對(duì)步驟1)獲得的同質(zhì)像素點(diǎn)集合進(jìn)行非局部均值濾波，結(jié)合步驟1)得到的相似度和步驟2)得到的自適應(yīng)平滑系數(shù)計(jì)算出每個(gè)像素點(diǎn)的權(quán)重，并將權(quán)重進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化權(quán)重的方法是：在同質(zhì)像素點(diǎn)集合中，利用相似度和自適應(yīng)平滑系數(shù)計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的權(quán)重，最后將這些權(quán)重累加并計(jì)算每個(gè)同質(zhì)像素點(diǎn)的歸一化權(quán)重。

在步驟4)中，所述的利用步驟3)得到的歸一化權(quán)重對(duì)同質(zhì)像素點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)平均，計(jì)算出濾波后的像素點(diǎn)的極化協(xié)方差矩陣，最后重構(gòu)濾波后的PolSAR 圖像的方法是：將待濾波像素點(diǎn)的同質(zhì)像素點(diǎn)集合中每個(gè)像素點(diǎn)的極化協(xié)方差矩陣與其歸一化權(quán)重相乘，最后再累加得到新的極化協(xié)方差矩陣；將待濾波像素點(diǎn)進(jìn)行滑窗處理，直到遍歷整幅PolSAR圖像，得到PolSAR圖像中每一個(gè)像素點(diǎn)濾波后的極化協(xié)方差矩陣，最后重構(gòu)濾波后的PolSAR圖像。