采用散射特征相似性的极化SAR图像相干斑抑制

极化合成孔径雷达(SAR)图像的相干斑严重影响图像信息的有效提取,为此提出一种基于极化散射特性的相干斑抑制方法。该方法结合SAR图像的冗余信息及其散射特性的相似性,利用Wishart分布对SAR数据的相似性进行度量,然后依据相似性计算权重对协方差矩阵进行加权平均,实现对极化SAR图像的相干斑抑制。本文方法对协方差矩阵的各元素单独处理,因此在极化信息的保留方面尤具优势。通过真实SAR数据的实验表明,该方法与现有极化白化滤波(PWF)和极化Lee滤波相比,具有更好的相干斑抑制能力和细节的保持能力。     

综合多特征的极化SAR图像随机森林分类算法

为抑制相干斑噪声对极化SAR图像分类结果的干扰,本文提出一种综合多特征的极化SAR图像随机森林分类方法。该方法首先利用简单线性迭代聚类(SLIC)算法生成超像素作为分类单元;然后,基于高维极化特征图像,利用训练好的随机森林模型,统计决策树的分类投票数,计算各超像素的类别概率;最后,利用超像素间的空间邻域特征,采用概率松弛算法(PLR)迭代修正超像素的类别后验概率,并依据最大后验概率(MAP)准则得到分类结果;实现综合利用超像素和空间邻域特征,降低相干斑噪声干扰的极化SAR图像分类方法。实验对比结果表明:本文方法能得有效抑制极化SAR图像中相干斑噪声的干扰,得到高精度且光滑连续的分类结果。     

一种新的SAR图像相干斑抑制算法

合成孔径雷达(SAR)图像会受到相干斑噪声的污染,对SAR图像的后续处理产生了很大影响.提出一种基于快速离散曲波变换(FDCT)抑制合成孔径雷达(SAR)图像相干斑噪声的方法.先通过FDCT把SAR图像变换到曲波域中,得到曲波系数,再应用自适应阈值算法估计不同尺度、不同方位曲波系数的阈值,分别对曲波系数进行硬阈值和软阈值化处理,最后通过FDCT反变换恢复出图像.对单视SAR原始图像进行处理,并与小波去噪方法进行各种量化比较,结果表明,Curvelet滤波器要比Wavelet滤波器效果好,软阈值算法的效果比硬阈值算法好.基于FDCT的SAR图像相干斑去噪,不仅抑制相干斑能力比较强,而且在目标的边缘及纹理信息的保持上也有很大的优势.     

利用经验模态分解和主成分分析的SAR图像相干斑抑制

对SAR图像应用对数加性噪声模型,将经验模态分解(Empirical mode decomposition, EMD)与主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)相结合,提出了一种基于PCA的EMD相干斑抑制算法。根据对数SAR图像中相干斑噪声的统计特性和高斯白噪声经EMD分解后的能量分布模型,近似估算SAR图像经EMD分解后各层内蕴模态函数中所含噪声的能量;将内蕴模态函数利用PCA进行分解,根据PCA对含噪信号的分解特性和内蕴模态函数中噪声能量所占的比例,选择合适的成分分量重构内蕴模态函数,以进一步去除噪声保留有用的细节信息。仿真实验结果表明,本文方法在有效抑制相干斑噪声的同时可以较好地保持边缘纹理细节的清晰。     

基于混合Gamma拖尾Rayleigh分布的高分辨SAR图像建模

针对已有统计模型无法精确刻画高分辨率SAR（Synthetic Aperture Radar合成孔径雷达）图像的统计特征的问题,本文提出一种基于乘积模型的统计模型称为混合Gamma拖尾Rayleigh分布模型。在该模型中,我们利用拖尾Rayleigh分布对相干斑进行建模,使模型可以精确拟合高分辨率SAR图像相干斑的尖峰和厚尾的特征;同时我们引入混合Gamma分布对高分辨SAR图像RCS（Radar Cross Section雷达散射截面积）复杂起伏特性进行表征。基于梅林变换,我们推导出混合Gamma拖尾Rayleigh分布对数累计量参数估计公式,提高参数估计精度,从而实现对高分辨率SAR图像的精确建模。最后我们通过真实SAR图像对本文提出的模型与已有模型进行比较。试验结果表明,本文提出的模型能够对不同的高分辨率SAR图像进行统计建模,并且具有较高的拟合精度。     

混合Gamma拖尾Rayleigh分布的高分辨SAR图像建模

提出一种基于乘积模型的统计模型,称为混合Gamma拖尾Rayleigh分布模型。在该模型中,利用拖尾Rayleigh分布对相干斑进行建模,使模型可以精确地拟合高分辨率合成孔径雷达SAR图像相干斑的尖峰和拖尾的特征;同时引入混合Gamma分布对高分辨SAR图像雷达散射截面积(radar cross section,RCS)复杂起伏特性进行表征。基于Mellin变换,推导出混合Gamma拖尾Rayleigh分布对数累计量参数估计公式,提高了参数估计精度,从而实现了对高分辨率合成孔径雷达SAR图像的精确建模。最后通过真实SAR图像对本文提出的模型与已有模型进行比较。试验结果表明,本文提出的模型能够对不同的高分辨率合成孔径雷达SAR图像进行统计建模,并且具有较高的拟合精度。     

改进独立分量分析极化SAR影像相干滤波

极化合成孔径雷达(SAR)影像的相干斑滤波,对其后处理起着至关重要的作用。针对传统的独立分量分析(ICA)算法稳定性差、易陷入局部最优等缺陷,该文提出基于粒子群优化(PSO)改进的ICA滤波算法,用于进行极化SAR影像相干斑滤波。该方法利用PSO算法来改进解混矩阵W的行向量的生成过程,以提高ICA算法的分离效果。采用AIRSAR获取的旧金山海湾地区的L波段极化SAR影像进行实验,并用相干斑指数、迭代次数、收敛时间等指标进行客观评价。结果表明,基于PSO改进的ICA算法具有更高的收敛效率和更好的相干斑抑制性能,能有效地降低影像的相干斑噪声。     

一种基于核回归的SAR图像自适应相干斑抑制方法

为了在抑制相干斑噪声的同时更好地保持SAR图像中的点目标和边缘目标,在经典核回归方法的基础上,本文提出了基于核回归的SAR图像自适应相干斑抑制方法。通过分析SAR图像的幅度分布特性,在构建模型时,以图像的幅度值为判别条件,使核函数在幅值较小的背景区域具有较大的光滑作用以抑制噪声,而在幅值较大的目标区域光滑作用较小以保护目标特征;同时考虑对边缘的保护作用,基于散布矩阵修正了自适应核回归方法,建立了基于核回归的SAR图像自适应相干斑抑制方法。试验结果表明,该算法通过将幅度值和散布矩阵引入核函数,更好地抑制了噪声,同时也保持了图像中的点目标和边缘。     

顾及目标异质性的极化SAR图像非局部均值滤波

相干斑抑制是极化合成孔径雷达(Pol SAR)图像分析的重要预处理步骤。为了更好地抑制极化SAR图像中的相干斑,本文综合目标的异质性和结构信息,提出基于目标异质性的非局部均值滤波方法。首先利用K分布距离度量目标的异质性,并以异质性为基础,保留图像中的点、线等高异质性目标;然后计算图像块之间的异质性差异,最后将其作为度量非局部均值加权滤波像元相似性的权重系数,实现对Pol SAR图像的相干斑抑制。实验对比结果表明:本文方法能够有效地抑制相干斑,同时对细节信息和极化信息也具有良好的保持性,能够为后续的图像应用提供支持。     

一种基于级联滤波算法的SAR图像噪声抑制方法

提出了一种基于偏微分方程与增强Lee滤波级联算法的SAR图像相干斑抑制方法,利用偏微分方程的边界检测特性和增强Lee滤波方法的分区域处理特性,在保持图像细节的基础上有效抑制图像中的相干斑噪声。     

全方向自适应动态窗口SAR斑点噪声抑制算法

有效地抑制或消除斑点噪声是SAR图像地学应用的前提，通过基于单视数SAR图像的Speckle统计特性和已发展的空间滤波算法分析。发展了一种改进的全方向动态窗口自适应SAR噪声滤波算法，该算法对处理的每一个像元可按图像边界细节划分为需要的全方向子窗口，利用相对标准差判断滤波窗口及子窗口内斑点噪声及边缘信息的存在情况，可实现滤波窗口大小动态调整和窗口内参加滤波像素的自适应选择，对ERS SAR SLC图像试验结果表明，该算法对单视数SAR图像具有较强的Speckle抑制能力。且可较好地保持图像的纹理边界细节信息，有一定的实用价值。     

Change detection method based on fractal model and wavelet transform for multitemporal SAR images

The interaction is quite complex between a ground object and an electromagnetic wave transmitted by synthetic aperture radar (SAR). In a ground resolution cell illuminated by a radar beam, there are many chaotic scatterers and the whole scattering echo has the chaotic characteristics which is usually described with the fractal theory, and the fractal dimension can be used to detect the change information for multitemporal SAR images. In order to improve the change detection effect with fractal model, this paper proposes a new multitemporal SAR image change detection algorithm based on the fractal model and wavelet transform (called FMWT algorithm). The FMWT algorithm has two advantages. One is insensitive to speckle noise; the other is that the change detection accuracy is improved, comparing with a general fractal change detection (GFCD) algorithm. Since the FMWT algorithm adopts the two-dimensional discrete stationary wavelet transform (TDDSWT) technique, it can obtain different direction sub-images and avoid down-sampling of the discrete wavelet transform (DWT). In the paper, not only the simulative data test has been carried out, but also the real natural disaster SAR images have been checked. Experimental results verify that the FMWT algorithm is feasible for multitemporal SAR image change detection, it is not sensitive to speckle noise of SAR images, and the performance of it is better than that of the GFCD algorithm. At the same time, the size of a sliding window will bring some affection in counting fractal dimensions.     

单视数SAR图像Speckle滤波方法的研究

在分析单机数SAR影像的Speckle局部统计特性和现有的空间滤波算法的基础上,提出了一种新的Speckle滤波方法,该方法采用特殊的滤波窗口邻域划分方法,根据窗口相对标准差自适应地调整窗口尺寸和窗口内的滤波区域。该方法被用于多幅单视数ERS-1/2SAR图像去Speckle处理,并与以往的典型算法进行了比较,取得了较好的实验结果。     

基于à trous小波分解的SAR图像噪声滤除方法

合成孔径雷达(SAR)以其特有的全天时、全天候成像能力,在对地观测领域中发挥着重要的作用。由于雷达回波的相干性,SAR图像上存在着斑点噪声,为消除这种噪声,提出了一种基于à trous小波算法的组合滤波方法,该方法首先将SAR图像分解至静态小波域,然后对噪声的小波系数进行基于中值的平滑处理,最后对低频信号进行均值滤波。将此算法应用于新疆库车县的一幅RADARSAT图像进行斑点噪声滤波,并与另外3种典型的SAR图像滤波算法进行比较,结果表明,该方法不仅可以有效地去除斑点噪声,并且可以保持SAR图像的精细纹理结构。     

SAR图像斑点噪声抑制方法比较分析

合成孔径雷达图像固有的相干斑噪声严重降低了图像的可解译程度,影响了后续目标检测、分类和识别等的应用。本文对SAR图像的相干斑抑制问题进行了分析,总结了目前已有的相干斑抑制算法的主要思路,介绍了具有代表性的算法,并对这些方法进行比较分析,得出单个滤波器很难从去噪和边缘保持方面均达到最佳的结论。     

基于复小波变换的SAR图像斑点滤波方法

斑点噪声的存在使得SAR图像的应用受到较大的限制.文中首先介绍了SAR图像斑点噪声模型以及几种常用的SAR斑点噪声抑制方法;然后对小波变换斑点噪声滤波方法进行分析,提出了基于二元树复小波变换的SAR图像滤波方法.实验比较表明,二元树复小波变换抑制SAR斑点噪声效果明显,较小波变换更具有优越性.     

SAR图像斑点噪声抑制方法与应用研究

通过详细分析SAR图像的判读和应用斑点噪声的算法,得出:多视处理能有效地平滑噪声,但降低空间分辨率;基于空间域滤波算法能有效地平滑斑点噪声,但不同程度地损失边缘和细节信息;基于变换域的小波多尺度滤波可以较好地保持边缘信息,然而其滤波效果不理想。在此基础上提出利用小波分析技术把两种或两种以上的单个滤波方法进行融合,在有效去除斑点噪声时能够较好地保持边缘、细节和纹理信息。最后初步讨论在实际应用中应根据不同情况和要求选择相应的滤波方法。     

SAR image despeckling with a multilayer perceptron neural network

Speckle noise in synthetic-aperture radar (SAR) images severely hinders remote sensing applications; therefore, the appropriate removal of speckle noise is crucial. This paper elaborates on the multilayer perceptron (MLP) neural-network model for SAR image despeckling by using a time series of SAR images. Unlike other filtering methods that use only a single radar intensity image to derive their parameters and filter that single image, this method can be trained using archived images over an area of interest to self-learn the intensity characteristics of image patches and then adaptively determine the weights and thresholds by using a neural network for image despeckling. Several hidden layers are designed for feedforward network training, and back-propagation stochastic gradient descent is adopted to reduce the error between the target output and neural-network output. The parameters in the network are automatically updated in the training process. The greatest advantage of MLP is that once the despeckling parameters are determined, they can be used to process not only new images in the same area but also images in completely different locations. Tests with images from TerraSAR-X in selected areas indicated that MLP shows satisfactory performance with respect to noise reduction and edge preservation. The overall image quality obtained using MLP was markedly higher than that obtained using numerous other filters. In comparison with other recently developed filters, this method yields a slightly higher image quality, and it demonstrates the powerful capabilities of computer learning using SAR images, which indicate the promising prospect of applying MLP to SAR image despeckling.     

新型Canny算法的SAR图像边缘检测

干涉作用会使合成孔径雷达回波信号产生相干斑点噪声,以致在图像边缘检测时产生许多虚假边缘;Canny边缘检测器能检测图像形状密度的变化,并寻找图像的边界。针对SAR图像的噪声特点和低像素级的特点,引进了小波去噪的方法来代替传统的高斯滤波,提出了在搜索算法上以广度搜索来代替深度搜索,由此改进了Canny算法,使用VC++编程实现了改进的算法对SAR图像进行边缘提取实验,对比结果证明此方法比以往算法有明显改进。     

纹理特征向量与最大化熵法相结合的SAR影像非监督变化检测

合成孔径雷达(SAR)影像具有明显的斑点噪声,在变化检测中,一般需要考虑空间邻域信息。本文结合SAR影像丰富的纹理信息,提出一种考虑空间邻域信息的高分辨率SAR影像非监督变化检测方法,用基于灰度共生矩阵(GLCM)的32维纹理特征向量构造差异影像。通过最大化熵法自动选取阈值,对精度指标随窗口大小的变化进行回归分析,得到适合于变化检测的窗口为11×11。试验表明,本文方法优于马尔科夫随机场法,可以减小斑点噪声的影响,有效提高高分辨率SAR影像变化检测的精度。