[發明專利]基于區域與像素耦合相似性度量的圖像相干斑抑制方法

在審

• 申請號: 202110609524.0
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113379625A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 史曉非;李光鑫;呂苗;鄧志宇;倪魁元;張新鵬;申自洋;陳方圓
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種基于區域與像素耦合相似性度量的圖像相干斑抑制方法，包括：獲取單極化SAR圖像并構建所述SAR圖像的均值圖和標準差圖；基于3×3的鄰域窗構建所述SAR圖像的變差系數圖；基于所述均值圖與標準差圖構建相似性度量；將所述變差系數圖構建伽馬函數衰減系數；基于所述變差系數圖自適應選取相似塊尺寸；根據相似性度量計算以目標點為中心的搜索窗中的所有相似性距離并進行加權，聯合伽馬函數衰減系數共同構建出非局部均值算法中的權重值，進而計算目標點的估計值；循環計算每一像素點的權重并估計出最終的像素值，從而獲得抑制圖像。

技術領域

本發明涉及遙感圖像處理技術領域，具體而言，尤其涉及一種基于區域與像素耦合相似性度量的圖像相干斑抑制方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)以其全天時、全天候的能力而在目標識別、地物分類、船舶監測等多個領域得到了廣泛的應用。然而由于合成孔徑雷達相干成像本身機理的原因，每個地面分辨單元的回波是由多個散射點的回波相干疊加的結果，這會導致振幅和相位產生隨機衰落，而這種現象在合成孔徑雷達圖像上會表現或明或暗的斑點，這種斑點稱為相干斑，而這種相干斑的存在對后續圖像解譯帶來困難，這使得研究SAR圖像相干斑抑制具有重要的意義。

非局部均值可以表示為

其中NL_v(i)為像素i的估計值,W(i,j)為像素塊i與搜索窗中像素塊j的權重，v(j)為搜索窗中的各個像素的值,這里W(i,j)可以表示為：

其中d為像素塊i與搜索窗中像素塊j的相似性距離，h為衰減系數。

基于SAR圖像的非局部均值方法仍存在以下問題：1)針對FI距離在后向散射系數較高時相鄰的不同同質區域的相似性度量差異較小，導致非相似同質區域對同質區域加重平滑的問題，2)光學的方法或者因圖像成像機理差異并不適用SAR圖像，導致衰減系數確定困難。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本申請提供了一種基于區域與像素耦合相似性度量的圖像相干斑抑制方法。通過構建相似性距離克服了非相似同質區域對同質區域加重平滑的問題。同時基于伽馬分布演變的自適應衰減系數方法，降低了衰減系數的計算難度。

本發明采用的技術手段如下：

一種基于區域與像素耦合相似性度量的圖像相干斑抑制方法，包括：

獲取單極化SAR圖像并構建所述SAR圖像的均值圖和標準差圖；

基于3×3的鄰域窗構建所述SAR圖像的變差系數圖；

基于所述均值圖與標準差圖構建相似性度量；

將所述變差系數圖構建伽馬函數衰減系數；

基于所述變差系數圖自適應選取相似塊尺寸；

根據相似性度量計算以目標點為中心的搜索窗中的所有相似性距離并進行加權，聯合伽馬函數衰減系數共同構建出非局部均值算法中的權重值，進而計算目標點的估計值；

循環計算每一像素點的權重并估計出最終的像素值，從而獲得抑制圖像。

進一步地，構建所述SAR圖像的變差系數圖，包括分別計算每個搜索窗的變異系數，并對所述變差系數做歸一化處理，得到變差系數圖。

進一步地，基于所述均值圖與標準差圖構建相似性距離，包括：根據以下公式求取相似性度量：