[發明專利]基于邊界和上下文約束的SAR圖像相干斑的抑制方法

在審

• 申請號: 202011486138.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112488960A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 金添;張巖松;羅朝鵬;王玉明
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/12
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 殷瑜

本發明公開了一種基于邊界和上下文約束SAR圖像相干斑抑制方法，技術方案是構建一種由邊界約束模塊、上下文約束模塊和相干斑系數估計模塊構成的SAR圖像相干斑的抑制裝置，邊界約束模塊計算具有邊界約束的SAR圖像相干斑系數及新區域相干斑系數，上下文約束模塊采引入正則化應用于整個圖像，得到正則化相干斑系數；相干斑系數估計模塊構造目標函數，再基于變量分割方法構建相干斑系數函數，求最小值得到最佳相干斑系數和新區域相干斑系數，采用相干斑抑制方法，得到SAR圖像實際反向散射的像素值的集合，將其輸出給用戶。采用本發明可以有效增強SAR圖像的分辨率，增強圖像成像效果，提高SAR圖像目標檢測和識別性能。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理領域，特別是涉及一種基于邊界和上下文約束SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔徑雷達)圖像相干斑的抑制方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一種高分辨率成像雷達，可以在能見度極低的氣象條件下得到類似光學照相的高分辨雷達圖像。SAR具有分辨率高，全天候工作，有效地識別偽裝和穿透掩蓋物等特點。因而，在軍事和民用等諸多領域有著廣泛的應用。然而，相干斑的存在使SAR圖像解譯更加困難，造成圖像隨機失真，并影響了后續處理的準確性。根據SAR圖像數據格式，現有的SAR圖像相干斑抑制方法包括復雜數據處理方法和真實數據處理方法。關于復雜數據處理算法的研究很少，例如基于Gibbs先驗模式的貝葉斯估計。越來越多的研究集中在真實數據的SAR圖像相干斑抑制方法上，它可以分為許多類別：多時間處理，空間濾波算法，例如Lee，Kuan，Frost等；變換域濾波算法，如小波變換，輪廓波變換等；Rudin等人提出的其他算法，如總變異算法已被證明是一種有效的方法。

現有的基于真實數據的SAR圖像相干斑抑制方法的，主要步驟是估計計算區域閾值，進行小波變換等濾波算法；在消除噪聲的同時應盡可能地保留目標邊緣。

然而，現有的基于真實數據的SAR圖像存在的缺陷是：

1)由于使用統計特性的空間濾波算法，單一的濾波模型不能有效的匹配不同的環境，在模型不匹配的情況下，濾波效果變差。

2)多時間處理可能會降低圖像分辨率。

3)變換域過濾算法，需要根據目標選擇適當的變換類型，魯棒性較低。

4)濾波算法過程中，雜波背景功率不均勻導致目標邊緣區域檢測效果變差。

鑒于此，如何提供一種基于邊界和上下文約束的SAR圖像相干斑的抑制方法，消除弱小值影響的同時保留邊緣信息，有效提高SAR圖像分辨率成為本領域研究人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種基于邊界和上下文約束SAR圖像相干斑抑制方法，計算具有邊界約束的SAR圖像相干斑系數，根據高斯核函數獲得基于相干斑系數的上下文正則化約束模型，有效消除弱目標的影響并保留目標邊緣信息，并對相干斑系數進行處理、估計，有效增強SAR圖像的分辨率，增強圖像成像效果，提高SAR圖像目標檢測和識別性能。

一種基于邊界和上下文約束的SAR圖像相干斑抑制方法，具體的技術方案包含以下步驟：

第一步，構建一種基于邊界和上下文約束的SAR圖像相干斑的抑制裝置?；谶吔绾蜕舷挛募s束SAR圖像相干斑的抑制裝置由邊界約束模塊、上下文約束模塊和相干斑系數估計模塊構成。

邊界約束模塊與上下文約束模塊、相干斑系數估計模塊相連，該模塊從雷達系統接收SAR圖像成像圖(即SAR圖像像素值的集合)，計算具有邊界約束的SAR圖像相干斑系數及具有邊界約束的SAR圖像新區域相干斑系數約束范圍，將SAR圖像像素值的集合、SAR圖像相干斑系數、SAR圖像新區域相干斑系數發送給上下文約束模塊；邊界約束模塊還將具有邊界約束的SAR圖像相干斑系數及具有邊界約束的SAR圖像新區域相干斑系數發送給相干斑系數估計模塊。