[發明專利]基于DCA算法的SAR圖像相干斑抑制方法

有效

• 申請號: 202110337914.7
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112950512B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 崔英姿;王波;郭明強;鐘靜;蔡為;王均浩;趙保睿;曹威;張敏;但唐明
• 申請（專利權）人: 湖北地信科技集團股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 馬帥

本發明提供了基于DCA算法的SAR圖像相干斑抑制方法，包括：構建新穎二階算子；根據新穎二階算子，構建具有自適應正則項的SAR圖像相干斑抑制的非凸變分模型，模型包括一個新穎二階算子、一個一階項和一個數據項；將非凸變分模型進行變換，并采用DCA算法的求解，得到求解后的非凸變分模型；輸入具有相干斑的SAR圖像，利用求解后的非凸變分模型得到抑制相干斑噪音后的結果。本發明基于DCA算法的具有自適應正則項的SAR圖像相干斑抑制方法，可以得到很好特征保持和光滑區域恢復的相干斑抑制結果，并且具有非常好的適用性、有效性、穩定性和擴展性。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及基于DCA算法的SAR圖像相干斑抑制方法。

背景技術

SAR圖像是通過搭載在飛機、衛星等移動平臺上的傳感器來對目標主動發射微波信號進行探測，從而以一定的技術手段接受回波信號進行成像。SAR系統可以全天候、全天時的發射微波信號，從而可以避免黑夜、惡劣天氣等諸多外界條件的影響。因此，SAR圖像應用場景非常廣泛，尤其是對于一些需要時效性、長期定時觀測的任務。例如：軍事偵察、搶險救災、地表科學研究等。隨著SAR系統成像技術的提升，從而得到的SAR圖像的空間分辨率也大幅度的提升，相應的應用場景也變得更加廣泛。但是，由于SAR系統本身固有的相干成像的特性，所生成的SAR圖像難免存在嚴重的相干斑噪音。不同于光學傳感器產生的加性高斯噪音，相干斑噪音通常被認為是一種乘性噪音，在圖像上的表現為像素間具有嚴重的明暗起伏。由于這種強烈的相干斑噪音，生成的SAR圖像上一些非常有價值的信息被嚴重的丟失。例如，邊界、紋理等信息。但是，這些信息對于SAR圖像的后續解譯工作以及相關應用是極為重要的。因此，對于SRA圖像，對其開展相干斑噪聲的去除工作是很有價值的。

目前抑制相干斑噪聲的方法主要是基于非局部濾波的方法、變分的方法和數據驅動的方法。基于非局部濾波的方法，由于可以非常好的識別細節信息，所以通常可以得到非常好的抑制結果。但是由于其在沒有特征的地方也會嘗試去識別本該沒有的特征，所以會出現一些令人煩惱的人造現象，例如筆刷(PPBit), 鬼影(SARBM3D)。基于變分的方法的話，由于其較好的保邊能力和更好的恢復均勻區域的效果，大量的研究在此基礎上進行了大量的工作。但是也會不可避免地會引入一些人造現象，例如階梯現象(TV)，模糊邊(TGV)等。數據驅動的方法，他們都可以非常好的抑制相干斑噪聲，但是其結果會非常依賴所選擇的訓練數據集。正如上所示，以上提及的優秀的相干斑噪聲抑制方法都會出現一些人造現象，例如鬼影、筆刷和邊界模糊等。

發明內容

有鑒于此，針對以上技術問題，本發明提出具有自適應正則項的SAR圖像相干斑抑制的非凸變分模型。該模型的正則項為一個新穎的二階項和一個一階項，數據項為AA數據項。通過自適應的二階項，可以得到很好特征保持和光滑區域恢復的相干斑抑制結果。

本發明提供的一種基于DCA(凸差)算法的SAR圖像相干斑抑制方法，包括以下步驟：

S101：構建新穎二階算子，具體如式(1)：

式(1)中，u為像素N×N大小為的SAR圖像，分別為水平、豎直方向上的前向差分算子，分別為水平、豎直方向上后向差分算子；

S102：根據新穎二階算子，構建具有自適應正則項的SAR圖像相干斑抑制的非凸變分模型，模型包括一個新穎二階算子、一個一階項和一個數據項；

S103：將非凸變分模型進行變換，并采用DCA算法的求解，得到求解后的非凸變分模型；

S104：輸入具有相干斑的SAR圖像，利用求解后的非凸變分模型得到抑制相干斑噪音后的結果。

進一步地，步驟S102的非變凸分模型如式(2)所示：

式(2)中，f為具有噪音的SAR圖像，λ為數據項系數；分別為一階項的系數和權重；分別為二階項的系數和權重。