基于雷達(dá)遙感衛(wèi)星RadarSat-2 SAR影像的相干斑濾波方法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天時(shí)、全天候、穿透能力強(qiáng)和在惡劣環(huán)境條件下也能獲得高分辨率影像等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)療服務(wù)等民事和軍事方面。然而SAR成像系統(tǒng)與其他相干成像系統(tǒng)一樣，獲得的圖像存在大量隨機(jī)分布的斑點(diǎn)噪聲。斑點(diǎn)噪聲的存在使得SAR圖像的視覺效果不佳，并且嚴(yán)重制約了對(duì)SAR圖像的特征提取與目標(biāo)跟蹤等解譯工作。因此，抑制SAR圖像的斑點(diǎn)噪聲研究具有重要意義。本文

2、針對(duì)新一代多極化成像模式，多接收模式的RadarSat-2雷達(dá)影像，以山西省朔州市為研究區(qū)域，對(duì)典型地物即農(nóng)田、山脈、建筑物、水體和道路進(jìn)行試驗(yàn)。主要研究成果如下:
　　(1)總結(jié)國內(nèi)外對(duì)SAR圖像相干斑抑制的方法和研究現(xiàn)狀;研究SAR圖像的成像機(jī)理、斑點(diǎn)噪聲產(chǎn)生機(jī)理及數(shù)學(xué)模型;總結(jié)典型的濾波算法和圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　(2)利用改進(jìn)的非局部均值濾波算法。針對(duì)高斯歐氏距離分配權(quán)重不合理問題，該算法利用新余弦函數(shù)降低高斯核函

3、數(shù)的衰減速度，使權(quán)值分配合理化，通過鄰域相似函數(shù)改進(jìn)權(quán)重函數(shù)，提高鄰域相似性。試驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的非局部均值濾波有較好的去噪效果，但邊緣信息丟失嚴(yán)重，使得抑斑圖像模糊。
　　(3)利用Lee與DCT結(jié)合算法。該算法利用Lee濾波在同質(zhì)均勻區(qū)域的較好平滑作用處理圖像同質(zhì)區(qū)域，利用DCT算法在異質(zhì)區(qū)域可以區(qū)分斑點(diǎn)噪聲和邊緣區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)處理圖像異質(zhì)區(qū)域，最后重構(gòu)圖像獲得SAR相干斑抑制結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明，該算法具有較好的平滑能力，邊緣保持

4、能力EPI達(dá)到0.8～0.9，結(jié)構(gòu)相似度SSIM也在0.25左右。
　　(4)利用基于非局部馬氏距離的濾波算法。針對(duì)數(shù)據(jù)樣本間相關(guān)性干擾和鄰域圖像塊結(jié)構(gòu)相似度問題，提出由馬氏距離結(jié)合結(jié)構(gòu)相似度量參數(shù)改進(jìn)權(quán)重函數(shù)，加強(qiáng)該算法在邊緣區(qū)域處的抑斑效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法的平滑能力高于Lee與DCT結(jié)合算法，低于非局部均值濾波，其邊緣保持能力達(dá)到0.6左右，結(jié)構(gòu)相似度在0.2以上，并且圖像邊緣清晰可見，在去噪能力與邊緣保持能力兩方面有