[發明專利]一種基于分形維數和極化分解的月表平坦區域選取方法

在審

• 申請號: 202210114176.4
• 申請日: 2022-01-30
• 公開（公告）號: CN114509758A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 高瑤;侯文濤;劉秀清;王春樂;張衡;王宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 金怡

1.一種基于分形維數和極化分解的月表平坦區域選取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、獲取全極化SAR數據；

步驟2、根據雷達后向散射總功率計算分形維數D，得到分形維數圖；

步驟3、對分形維數圖進行二值化，大于分形維數均值的像素值置為白色，小于均值的置為黑色，得到二值化后的分形維數圖；

步驟4、對二值化后的分形維數圖，篩選出所有滿足不包含白色像素的連續N×N像素區域，作為粗選取出的候選區域，N為像素區域寬度；

步驟5、利用Yamaguchi四元素分解方法對SAR回波進行極化分解，獲取單次散射分量、二次散射分量、體散射分量以及螺旋散射分量的大小；

步驟6、針對每一個候選區域，篩選出單次散射分量占比最大的n×n像素區域，即為精選取出的平坦地區，其中n N，n為篩選出的像素區域的像素寬度。

2.根據權利要求1所述的一種基于分形維數和極化分解的月表平坦區域選取方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：

首先采用局部三棱柱法計算雷達后向散射總功率圖像的分形維數，具體為：

步驟2.1、將圖像上每個像素的灰度值看作高度值；

步驟2.2、然后利用一個窗口在圖像上移動，在每一個窗口中心的位置上，計算當前柵格步長下的表面積；

步驟2.3、改變柵格步長，重復執行步驟2.2，從而得到柵格表面積與步長之間的對應關系；

步驟2.4、對得到的表面積與步長進行最小二乘擬合，獲得擬合直線的斜率；

步驟2.5、然后求出窗口中心位置上的分形維數；

步驟2.6、將窗口移動至下一像素，重復步驟2.2-2.5的過程，直至整個圖像計算完畢。

3.根據權利要求1所述的一種基于分形維數和極化分解的月表平坦區域選取方法，其特征在于，所述步驟3具體包括：

對計算出的分形維數D計算均值，將大于均值的像素置為白色，小于均值的像素置為黑色。

4.根據權利要求1所述的一種基于分形維數和極化分解的月表平坦區域選取方法，其特征在于，所述步驟4具體包括：

根據分形維數圖，選取不包含白色像素的最大連續區域N×N，作為平坦地區的候選區域；采用一個N×N的滑窗在圖像上滑動，檢查每次滑動后窗口內部像素值的和是否恒小于1，若滿足即記錄下此時滑窗的位置信息，若不滿足則繼續向下滑動，直至全部搜索完畢。

5.根據權利要求1所述的一種基于分形維數和極化分解的月表平坦區域選取方法，其特征在于，所述步驟6具體包括：

對候選區域中的像素按照各散射分量的占比進行n×n像素區域的搜索，采用一個n×n的滑窗在圖像上滑動，每滑動一次就計算滑窗內部所有像素的單次散射功率總和，直至滑動完整個候選區域，最后記錄下單次散射功率占比最大的滑窗位置，即為最終所選取的平坦區域。