本文關鍵詞：基于雙邊濾波的結構保持極化SAR圖像降噪研究

  更多相關文章： 極化合成孔徑雷達 雙邊濾波 相干斑抑制 結構保持 極化散射特性

【摘要】：合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar, SAR)以其全天時、全天候和高分辨率的成像能力在遙感觀測領域擁有獨特的優(yōu)勢,在軍事和民用領域得到廣泛的應用。極化SAR能夠提供比單極化SAR更豐富的目標散射信息,為圖像的正確解譯提供更多的數據支撐。由于成像系統(tǒng)的相干特性,極化SAR圖像中存在大量的相干斑噪聲,嚴重影響著圖像內容的人工判讀和自動化解譯。因此,相干斑抑制就成為了圖像解譯研究的核心內容。針對極化SAR圖像的相干斑降噪問題,本文通過分析降噪過程中結構特征提取與保持上的關鍵性問題,在描述結構信息和極化散射信息與降噪過程的有機融合方面開展研究,提出了一種結構保持的極化SAR圖像降噪算法,從而突破結構保持降噪這一難點問題。本文研究的主要內容和創(chuàng)新之處在于：(1)研究了一種邊緣保持的極化SAR圖像雙邊濾波算法。該算法在充分利用極化雙邊濾波能夠有效保持圖像邊緣和極化信息的基礎上,融合了極化SAR圖像的邊緣結構特征和地物散射信息,在抑制相干斑的同時,進一步的保持了圖像的邊緣信息和極化散射信息,實現了極化SAR圖像降噪性能的提高。(2)研究了一種采用混合特征相似性的極化SAR圖像雙邊濾波算法。該算法利用在極化總功率圖上提取的結構相似性指數構建結構相似性權重函數,并在極化分解和無監(jiān)督分類前對極化SAR數據進行去取向處理。通過提升圖像結構信息和地物散射信息提取的準確性,實現了結構保持性能的進一步提高。為了驗證本文提出的基于雙邊濾波的結構保持極化SAR圖像降噪算法,利用AIRSAR 和 Convair獲取的機載極化SAR圖像進行了充分的實驗驗證,并對實驗結果進行了詳細的分析。相比于其他的極化雙邊濾波算法,本文所研究的算法具有較好的相干斑抑制能力,同時更好地保持了濾波后圖像的結構信息和極化散射信息,對極化SAR圖像的準確解譯具有積極的促進作用。
【關鍵詞】：極化合成孔徑雷達 雙邊濾波 相干斑抑制 結構保持 極化散射特性
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.52
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 研究現狀和進展16-21
• 1.2.1 極化SAR系統(tǒng)發(fā)展簡介16-19
• 1.2.2 極化SAR圖像降噪研究現狀19-21
• 1.3 本文主要研究內容21-22
• 1.4 本文內容安排22-23
• 第二章 極化SAR基本理論23-32
• 2.1 極化基本理論23-24
• 2.1.1 完全極化波和Jones矢量23-24
• 2.1.2 部分極化波和Stokes矢量24
• 2.2 極化數據表征24-26
• 2.2.1 相干散射和散射矩陣24-25
• 2.2.2 非相干散射和Mueller矩陣25
• 2.2.3 協(xié)方差矩陣和相干矩陣25-26
• 2.3 極化分解理論26-29
• 2.3.1 Pauli分解26-27
• 2.3.2 H/A/α分解27-28
• 2.3.3 Freeman-Durden分解28-29
• 2.4 極化SAR數據統(tǒng)計模型29-30
• 2.4.1 復高斯分布30
• 2.4.2 復Wishart分布30
• 2.5 本章小結30-32
• 第三章 極化SAR圖像的雙邊濾波算法32-39
• 3.1 雙邊濾波算法32-33
• 3.2 極化雙邊濾波算法33-35
• 3.2.1 迭代雙邊濾波算法33-34
• 3.2.2 交叉迭代雙邊濾波算法34-35
• 3.3 相干斑抑制性能評價35-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第四章 邊緣保持的極化SAR圖像雙邊濾波算法39-52
• 4.1 引言39
• 4.2 邊緣保持的極化SAR圖像降噪算法39-43
• 4.2.1 邊緣結構特征提取39-41
• 4.2.2 地物散射特性提取41-42
• 4.2.3 迭代雙邊濾波算法42-43
• 4.3 實驗結果與分析43-51
• 4.3.1 相干斑抑制能力43-44
• 4.3.2 結構保持能力44-49
• 4.3.3 散射特性保持能力49-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第五章 采用混合特征相似性的極化SAR圖像雙邊濾波算法52-63
• 5.1 引言52
• 5.2 采用混合特征相似性的極化SAR圖像降噪算法52-55
• 5.2.1 結構相似性度量函數的構建52-53
• 5.2.2 去取向理論介紹53-54
• 5.2.3 混合特征相似性的雙邊濾波算法54-55
• 5.3 實驗結果與分析55-61
• 5.3.1 相干斑抑制能力55-57
• 5.3.2 結構保持能力57-59
• 5.3.3 散射特性保持能力59-61
• 5.4 本章小結61-63
• 第六章 總結與展望63-65
• 6.1 全文總結63-64
• 6.2 未來工作展望64-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況69-70

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