極化SAR相干斑抑制—基于兩級(jí)分塊和散射模型的算法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）具有全天候、全天時(shí)、穿透能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種發(fā)展?jié)摿薮蟮奈⒉ǔ上窦夹g(shù)。與傳統(tǒng)的單通道、單極化SAR相比，全極化SAR（Polarimetric synthetic aperture radar，PolSAR）是一種新型的多參數(shù)、多通道微波成像雷達(dá)系統(tǒng)。它可通過不同的收發(fā)天線組合測(cè)量獲取反映目標(biāo)散射特性的極化散射矩陣，大大提高了對(duì)地物的識(shí)別能力，因此在戰(zhàn)場(chǎng)感知、

2、救助搜尋等軍事和民用領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，已成為各國研究熱點(diǎn)。
　　SAR的后向散射成像機(jī)制決定了極化SAR圖像中存在相干斑噪聲，這些相干斑噪聲不僅降低了圖像質(zhì)量，而且嚴(yán)重影響了后續(xù)目標(biāo)檢測(cè)、分類和識(shí)別等應(yīng)用。因此相干斑的抑制作為極化SAR圖像后處理的第一步，一直是極化SAR信號(hào)處理領(lǐng)域一個(gè)很值得探討的問題。
　　本文首先分析了幾種典型的極化SAR圖像相干斑抑制方法，如極化白化濾波、最優(yōu)加權(quán)法和精制極化LEE濾波。在此基

3、礎(chǔ)上提出了基于兩級(jí)分塊處理的極化SAR圖像相干斑抑制算法，該方法利用塊處理的思想對(duì)SAR圖像分塊，并采用邊緣檢測(cè)模板對(duì)非同質(zhì)類子塊進(jìn)行兩級(jí)區(qū)域?qū)傩耘袥Q，確定塊內(nèi)像素的濾波參數(shù)。通過理論分析，該思路可適用于最優(yōu)加權(quán)法以及極化白化濾波算法。采用美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（NASA/JPL）的AIRSAR系統(tǒng)在Flevoland和Halfmoon地區(qū)采集的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，本文算法不僅斑點(diǎn)抑制效果好、運(yùn)算速度快，而且還有效地克服了塊處

4、理帶來的邊緣模糊問題。
　　另外，考慮到現(xiàn)有的一些算法在相干斑抑制后存在數(shù)據(jù)極化信息被破壞的情況，本文又在極化分解和去取向理論基礎(chǔ)上提出一種新的基于散射模型的相干斑抑制算法。新算法首先采用去取向理論進(jìn)行降斑前的預(yù)處理，在像素初分類時(shí)，考慮了混合散射像素的存在，利用Freeman分解產(chǎn)生四種散射類型，之后對(duì)各類像素進(jìn)行無監(jiān)督分類，最后按最小均方誤差（Minimum Mean Square Error，MMSE）準(zhǔn)則進(jìn)行降斑處理。采用