极化SAR图像自适应增强Lee滤波算法

精制极化Lee滤波算法以其简单、高效、健壮等优点在极化SAR图像处理解译中得到了广泛的应用。然而,此滤波算法存在明显的缺陷：扇贝效应和虚假细线。对此,本文提出增加一组均匀窗口及一组线性方向窗口,并采用大小自适应窗口机制,在同质度高的区域用大窗口滤波,在同质度低的区域用小窗口滤波,从而使得滤波窗口在形状和尺寸上都能自动适应实际场景。利用机载和星载全极化SAR数据进行的滤波实验结果表明,本文提出的自适应增强Lee滤波算法在同质区域的噪声抑制能力明显优于精制极化Lee滤波算法及改进的Sigma滤波算法,同时在保持点、线等细节信息方面也优于精制极化Lee滤波算法,并且能很好的保持图像中地物的极化散射信息。     

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。     

基于Freeman分解的极化SAR数据相干斑滤波

本文在Freeman分解理论基础上,提出一种极化SAR数据相干斑滤波算法。该算法基于Freeman散射模型对原始极化SAR数据进行分解,以获得像素的散射类型和总功率值;在滤波窗口内选取与中心像素散射类型相同,总功率值接近的像素构成滤波同质区;并根据同质区的局部统计特性,应用线性最小均方滤波器进行滤波处理。试验表明,该算法在有效去除相干斑的同时,对极化和边缘等细节信息也有较好的保持效果。     

自交叉双边滤波的极化SAR数据相干斑抑制

相干斑抑制是极化SAR数据预处理的关键步骤。双边滤波是一种空域和值域滤波相结合的优秀边缘保持滤波算法。针对双边滤波在抑制极化SAR数据相干斑的不足,该文将改进的交叉双边滤波引入到极化SAR数据降噪领域,加入散射机制测度来扩展原权重核,根据SPAN图像的局域变差系数自动调整空间方差系数,利用参考图像来度量灰度值和散射机制相似性。实验结果表明:本文方法较经典滤波算法有更强的噪声平滑能力和更好的细节信息保持能力,在保持原数据极化散射信息方面也表现出良好的性能,这为基于极化SAR数据的后续应用提供了支持。     

四分量散射模型在极化SAR相干斑滤波中的应用

在分析四分量极化散射理论基础上,提出了一种新的极化SAR数据相干斑滤波算法。该算法首先应用四分量散射模型对原始极化SAR数据进行分解,以获得像素的散射类型和总功率值;然后采用极化特征和空间特征的相似性度量,在滤波窗口内选取中心像素的同质区;最后根据同质区的局部统计特性,应用线性最小均方滤波器进行滤波处理。AIRSAR系统L波段极化SAR数据的实验结果表明,该算法不仅可有效抑制相干斑,而且对极化和边缘等细节信息也有较好的保持。     

基于Freeman分解的极化SAR数据相干斑滤波

本文在Freeman分解理论基础上,提出一种极化SAR数据相干斑滤波算法。该算法基于Freeman散射模型对原始极化SAR数据进行分解,以获得像素的散射类型和总功率值;在滤波窗口内选取与中心像素散射类型相同,总功率值接近的像素构成滤波同质区;并根据同质区的局部统计特性,应用线性最小均方滤波器进行滤波处理。试验表明,该算法在有效去除相干斑的同时,对极化和边缘等细节信息也有较好的保持效果。     

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。     

一种利用Cloude-Pottier分解和极化白化滤波的全极化SAR图像分类算法

提出了一种新的基于Cloude-Pottier分解和极化白化滤波(PWF)的全极化SAR数据分类算法。该算法利用PWF的结果来代替反熵A对复WishartH/α分类结果进行进一步细化,按PWF的值将复WishartH/α分类结果由8类分为16类,然后再次进行Wishart迭代分类。实验结果表明,该算法能有效地提高分类精度,分类结果明显优于常规的复WishartH/α分类结果和复WishartH/α/A分类结果。     

一种改进的精制极化Lee滤波算法

为克服精致极化Lee滤波算法对极化信息保持不够理想的弊端,本文提出一种改进方法.其基本思路是先应用四分量分解算法将像素分成4种散射类型,然后在方向窗口内去除与中心像素散射特性不同的像素,最后基于同质区的局部统计特性进行滤波处理.试验表明,改进后的滤波算法较传统算法有更强的极化信息保持能力.     

单视全极化SAR图像快速非局部均值滤波

非局部均值已应用到极化SAR图像滤波领域,但传统滤波方法的多视处理降低了图像分辨率,且计算量巨大,严重制约了滤波效能。本文针对单视全极化SAR的特点,提出了一种快速非局部均值滤波算法。首先,按照多视求权、单视重构的思路,结合KL(Kullback-Leible divergence)散度重构了新的非局部均值模型;然后,利用积分图设计了新模型的快速实现;最后,用Radarsat-2全极化SAR数据进行了验证。实验结果表明,新算法改善了滤波效果,同时大幅提高了运算效率。     

基于乘积模型的极化SAR滤波

提出了一种基于乘积模型的极化SAR滤波方法。首先基于乘积模型分离纹理信息和极化信息,然后分别独立地进行滤波,最后再合成协方差矩阵。实验表明,本方法有效可行,有较好的极化保持性能。     

一种利用Cloude-Pottier分解和极化白化滤波的全极化SAR图像分类算法

K-Wishart分布旨在通过统计方法更精确地描述极化SAR多视协方差矩阵或相干矩阵数据,揭示极化SAR影像在异质场景下的非高斯统计特性。以内蒙古自治区依根实验区和河北省遵化实验区的国内机载数据为例,分别进行了Wishart和K-Wishart非监督分类实验。研究结果表明,K-Wishart分类器适用于提取林地、园地、农村居民点等较不均匀区域。同时,本文通过分类准确性和稳定性两个方面对K-Wishart分类器的性能进行了评价。     

顾及分类器参数的全极化SAR图像特征选择与分类

全极化SAR获取的信息量远多于传统SAR,但信息量的增加并不能确保分类精度的提高,如何有效进行特征选择至关重要。针对自适应特征选择问题,提出一种顾及分类器参数的特征选择和分类方法。该方法以支持向量数为评估依据,结合遗传算法进行特征选择,并同时对分类器参数进行寻优;最后利用优选的特征集和模型参数进行分类。为验证算法的有效性,利用两组全极化数据进行了监督分类实验。实验结果表明,提出方法降低了SVM分类器对自身参数的敏感性,而且能在较少特征个数下具备良好的泛化性能,分类精度优于未经过特征选择和参数优化的方法。     

玉米作物极化SAR数据模拟

通过重点研究玉米叶子的空间位置、指向角分布,分析玉米作物的结构特点,建立玉米的三维结构模型和场景,发展针对玉米作物的极化合成孔径雷达(synthetic apertureradar,SAR)数据模拟方法。利用该模拟方法和实地获取的玉米参数模拟极化SAR数据,通过与散射计实地测量的多极化、多角度后向散射系数进行对比,表明该模拟方法能够有效的模拟玉米作物的后向散射系数;通过分析模拟极化SAR数据获得的HH-VV、HH-HV、VH-VV之间的相位差,表明该模拟方法能够有效的模拟玉米作物散射的相位信息;通过分析模拟数据的极化响应图和Cloude H-α分类图,从散射类型角度验证了模拟极化SAR数据的有效性。     

极化SAR自适应三分量分解方法

介绍了原始极化SAR三分量分解中存在的问题,如负功率和散射机制模糊,并深入分析了其改进方法中仍然存在的缺陷,提出了一种自适应的三分量分解。该分解采用了更一般化的散射模型,并首次考虑了像素中存在不同旋转角的两个面或偶次散射目标,然后利用散射Alpha角确定除体散射之外的剩余主导散射机制,使面或偶次散射得到了更充分的保持。最后,从散射模型与极化相干矩阵自适应匹配的角度出发,提出了一种对负功率进行自适应优化的措施,使得负功率像素个数大大减少,从而分解更加准确有效。试验结果表明,该分解所得结果更符合实际地物散射过程,能更好地解决基于模型的分解方法中存在的缺陷。     

Yamaguchi分解Notch滤波的全极化SAR图像舰船目标检测

极化合成孔径雷达数据蕴含了丰富的地物极化散射信息,已广泛应用于海上舰船目标检测研究。针对极化相干矩阵无法直接用于分析特定散射体物理特性的缺陷,利用Yamaguchi极化分解改进了极化Notch滤波器。将基于模型的极化分解方法引入Notch滤波器,利用表面散射、二次散射、体散射和螺旋体散射等散射机制的能量构造散射矢量代替极化相干散射矢量,并加入功率能量因子,构造新的极化SAR图像Notch滤波器。Radarsat-2全极化SAR图像实验结果表明,改进算法有效增强了舰船目标与海杂波背景间的对比度,检测性能优越。     

改进的多视PolSAR非局部均值滤波算法

像素点间相似性度量是非局部均值滤波算法的关键所在。从信息论角度出发,提出了一种改进的多视Pol SAR非局部均值滤波方法。该算法在综合分析各类矩阵测度基础上,选定Kullback-Leibler距离作为最优相似度量,结合多视极化相干矩阵服从复Wishart分布,给出了极化相干矩阵的KL距离,并在预处理中应用了极化旋转。实验结果表明,改进方法能够在保持边缘细节的同时有效抑制相干斑。     

高分辨率SAR影像斑点噪声滤除方法的研究

SAR影像中一般都存在着斑点噪声,它严重干扰了地物信息的提取与SAR影像的应用,影响了地物的判读,因此,抑制SAR影像斑点噪声对SAR影像的应用有着重要意义。本文首先分析了斑点噪声的产生机理及数学模型,然后介绍了滤除斑点噪声的方法,重点介绍了几种局域统计自适应滤波,总结了SAR斑点噪声滤除的两种数学模型作为构造SAR斑点噪声滤除方法的基础,然后针对几种典型的滤波算法进行了对比试验,最后提出了一套对这些滤波斑点噪声滤除效果的定量化评价指标,并运用到试验中,指导SAR影像斑点噪声的滤除以及滤波算法的构造。