基于混合迭代滤波的SAR图像相干斑抑制

该文将变窗Lee滤波与自蛇扩散结合,提出了一种抑制SAR图像相干斑噪声的混合迭代滤波新算法,并给出了SAR图像噪声方差的一种有效估计方法。该算法首先估计SAR图像局部统计参量,进而通过改进的变窗Lee滤波对SAR图像进行平滑去噪,接着利用自蛇扩散去除Lee滤波难以平滑的孤立点噪声与边缘噪声。在Lee滤波与自蛇扩散的混合迭代中,Lee滤波的窗尺度随迭代次数的增加而增大,从而在保护SAR图像边缘细节的同时,同质区得到更好平滑。实验结果表明,与已有多种抑斑算法相比,该文算法在SAR图像抑斑与边缘保护方面均获得了更好的性能。     

自适应调节滤波强度的SAR图像非局部平均抑斑算法

为提升对SAR图像乘性相干斑的抑制水平与边缘保护性能,该文提出了一种可自适应调节滤波强度(AFS)的SAR图像非局部平均(NLM)抑斑新算法(AFS-NLM)。该算法利用Frost滤波图像计算的局部均值与方差来改善SAR图像场景参量的估计,形成了一种能更好刻画SAR图像同质区与边缘区的改进Kuan滤波系数。利用局部均值比与改进Kuan滤波系数分别作为新的相似性测量参量与自适应衰减因子,构建了一种更适应SAR图像乘性噪声特性的改进NLM滤波。利用偏平滑参数与偏边缘保护参数控制下的改进NLM滤波,分别替代经典Kuan滤波模型中的像素局部均值与自身灰度值作为加权项,并采用由改进Kuan滤波系数构建的自适应调节因子对二者进行加权平均,从而形成了一种可自适应调节滤波强度的加权滤波新模型。实验表明,该文算法与近期多种先进算法相比,具有更好的相干斑抑制与边缘保护性能。     

自适应调节滤波强度的SAR图像非局部平均抑斑算法

为提升对SAR图像乘性相干斑的抑制水平与边缘保护性能,该文提出了一种可自适应调节滤波强度(AFS)的SAR图像非局部平均(NLM)抑斑新算法(AFS-NLM).该算法利用Frost滤波图像计算的局部均值与方差来改善SAR图像场景参量的估计,形成了一种能更好刻画SAR图像同质区与边缘区的改进Kuan滤波系数.利用局部均值比与改进Kuan滤波系数分别作为新的相似性测量参量与自适应衰减因子,构建了一种更适应SAR图像乘性噪声特性的改进NLM滤波.利用偏平滑参数与偏边缘保护参数控制下的改进NLM滤波,分别替代经典Kuan滤波模型中的像素局部均值与自身灰度值作为加权项,并采用由改进Kuan滤波系数构建的自适应调节因子对二者进行加权平均,从而形成了一种可自适应调节滤波强度的加权滤波新模型.实验表明,该文算法与近期多种先进算法相比,具有更好的相干斑抑制与边缘保护性能.     

基于边缘强度映射的SAR图像等效视数非监督估计方法

该文结合边缘强度映射(Edge Strength Map, ESM)对SAR图像等效视数(Equivalent Number of Looks, ENL),提出一种自适应非监督估计方法.该方法先利用各向异性高斯核平行窗通过比率运算生成 ESM,进而在简单的图像分块处理基础上,利用一种有效的非监督估计方法分别估计各分块图像在比率 ESM 下的区域阈值,并由各分块图像的阈值化ESM操作完成对SAR图像的区域划分,然后对非边缘区域中的所有像素在ESM的两次约束下,通过施加大尺度不规则窗完成局部ENL估计,最后通过直方图统计方法从局部ENL中获得全局ENL估计.实验表明:该文方法可有效克服传统空域估计方法 ENL 估计值受局域统计方法选择影响大的不足,同时也可避免基于统计模型的估计方法需要相干斑先验信息且对抑斑后SAR图像估计失效的弊端.     

基于相似像素选择的非局域SAR 图像相干斑抑制

该文提出了一种比值距离像素相关性模型与相似像素选择的非局域SAR 图像相干斑抑制算法。首先由两像素的联合概率密度函数得出了比值距离像素相关性模型,并按错误概率最小准则训练生成了不同情况下的像素相似性阈值表,然后进行非局域窗中像素的相似性计算,并用查表所得的像素相似性阈值进行非局域窗中相似像素的选择,最后用选中的像素进行当前像素真实后向散射系数的估计。对仿真与实测SAR 图像的相干斑抑制实验显示,与其它现有非局域抑斑算法相比,该文方法不仅能最大程度地去除同质区域的噪声,而且可以对边缘纹理等细节区域进行很好地重构,滤波结果显示了很好的视觉效果,并且具有较低的计算复杂度。      

基于变差系数的SAR图像非局部均值滤波算法

SAR(synthetic aperture radar)图像有固有的乘性相干斑噪声,抑制相干斑噪声和保护边缘信息是研究的重要内容。文章提出了一种变差系数差构建的非局部平均滤波算法DCV-NLM(differenceof coefficient of variation non-local means)。首先,搜索窗口中的变差系数的像素与中心像素在相似窗口中之间的局部差,其次,局部差由两个范数构造的相似性参数,用负指数形式得到每个像素的加权系数,最后是对SAR图像的噪声执行加权滤波。通过提出的算法与IDPAD算法对比,从抑制相干斑图像视觉效果方面对比,DCV-NLM算法比起IDPAD算法有更好的相干斑抑制性能。     

多方向高斯窗匹配模板的SAR-BM3D相干斑抑制算法

针对三维块匹配(BM3D)算法在合成孔径雷达(SAR)图像相干斑抑制时存在的边缘方向信息获取不足和过度平滑的问题,提出一种基于非下采样的Shearlet变换(NSST)和多方向高斯窗匹配模板的SAR-BM3D相干斑抑制算法。通过NSST对图像的边缘纹理特征进行描述,通过多个方向不同的高斯窗来匹配SAR图像在空间域内的几何结构,保留较为完好的SAR图像边缘细节信息,将相似性估计的结果聚合得到相干斑抑制后的SAR图像。通过对比实验证明,本文提出的算法不仅对SAR图像的相干斑抑制效果明显,同时能够有效地保持SAR图像的纹理细节,具有良好的人眼视觉效果。     

基于自适应Bilateral滤波的SAR图像相干斑抑制

SAR图像的相干斑抑制一直是SAR图像预处理的关键步骤。Bilateral滤波器是一类可以同时利用像素间的空间相似性与灰度相似性进行图像去噪的算法。针对直接用Bilateral滤波器进行相干斑抑制时存在空间方差系数选择困难及灰度相似性模型不合理的问题,该文提出一种自适应Bilateral滤波算法,该算法根据图像的局域变差系数自动调整空间方差系数,利用SAR图像的似然概率函数代替高斯函数来进行灰度相似性度量。理论分析及实验表明,提出方法较相关算法有更强的噪声平滑能力和更好的细节保持能力。     

边缘信息引导学习的改进SAR-CNN相干斑抑制算法

为提升传统CNN网络在抑制SAR图像乘性相干斑时的边缘保护性能,提出了一种改进的CNN抑斑算法SARICNN。该方法首先利用一阶均值比与二阶均值比联合构建的图像强度信息,改善受乘性相干斑影响的边缘检测性能,并经阈值化处理获取图像的边缘区域与同质区;其次,对不同区域给予不同的权重,生成突出边缘信息的边缘强调图,并将边缘强调图与含斑图像一起送入CNN卷积神经网络,引导网络更精确地学习图像边缘信息,从而在抑斑的同时更好保护边缘。实验结果表明,与SAR-CNN等五种算法相比,SAR-ICNN算法获得的抑斑图像具有更清晰的边缘视觉效果与更高的参数指标,其中对Set12数据集形成的仿真SAR图像,PNSR、SSIM、EPI三类指标分别平均提升了1.30%、1.16%、4.51%;对真实SAR图像,ENL、EPI两类指标分别提升了116.93%与23.24%。     

基于自适应窗和形状自适应小波变换的SAR图像相干斑抑制

结合SAR图像空域的先验知识和小波域系数的特性,提出了一种新的SAR图像相干斑抑制算法.使用最近提出的局部多项式近似-置信区间交叉(local polynomial approximation-intersection of confidence intervals(LPA-ICI))构造自适应窗,寻找到与SAR图像中每个像素点相对应的同质区域,在每个同质区域内利用本文给出的快速形状自适应小波变换进行硬阈值收缩抑斑,最后根据本文提出的稀疏加权方法融合多个估计样本获得最终抑斑图像.实验结果表明本文提出的算法有着很好的抑斑性能,尤其是在去除重构图像中的"振铃"效应以及有效保留原始SAR图像中的点目标方面性能更突出.     

Speckle filtering of SAR images based on adaptive windowing

Speckle noise usually occurs in synthetic aperture radar (SAR) images owing to coherent processing of SAR data. The most well-known image domain speckle filters are the adaptive filters using local statistics such as the mean and standard deviation. The local statistics filters adapt the filter coefficients based on data within a fixed running window. In these schemes, depending on the window size, there exists trade-off between the extent of speckle noise suppression and the capability of preserving fine details. The authors propose a new adaptive windowing algorithm for speckle noise suppression which solves the problem of window size associated with the local statistics adaptive filters. In the algorithm, the window size is automatically adjusted depending on regional characteristics to suppress speckle noise as much as possible while preserving fine details. Speckle noise suppression gets stronger in homogeneous regions as the window size increases succeedingly. In fine detail regions, by reducing the window size successively, edges and textures are preserved. The fixed-window filtering schemes and the proposed one are applied to both a simulated SAR image and an ERS-1 SAR image to demonstrate the excellent performance of the proposed adaptive windowing algorithm for speckle noise     

基于各向异性扩散的SAR图像斑点噪声滤波算法

在SAR(Synthetic Aperture Radar)图像噪声抑制处理中,为了有效地保持图像边缘,作者在斑点噪声去除的各向异性扩散模型(SRAD模型)的基础上,提出了一个基于各向异性扩散的SAR图像斑点噪声滤波算法.该算法对应的扩散系数从理论上满足Charbonnier 等人提出的构造扩散系数准则,同时该算法能够通过对边缘直方图上累计百分比和相对信噪比阈值进行调节来得到一系列不同的滤波效果,从而满足不同的应用需求,如绘图、高分辨率或细节丰富的处理结果.实验结果表明,与传统的方法相比,该算法不论从噪声去除能力、边缘和纹理保持能力上,还是从视觉评价效果来看,都具有一定的优越性.     

基于斑点方差估计的非下采样Contourlet域SAR图像去噪

 合成孔径雷达(SAR)图像固有的相干斑噪声严重影响图像质量,使得SAR图像的自动解译十分困难.本文联合SAR图像的统计特性和非下采样Contourlet对SAR图像细节信息的良好刻画能力,提出一种新的非下采样Contourlet域SAR图像去噪算法,通过估计到的各个高频方向子带的斑点噪声方差和变换系数模值的局部均值,对非下采样Contourlet变换系数进行判定,保留信号系数,抑制斑点噪声系数,实现SAR图像去噪.仿真实验结果表明,本文方法在斑点抑制的同时可以有效保持细节信息.     

基于非下采样Contourlet变换的SAR图像增强

该文基于非下采样Contourlet变换(NSCT)和SAR图像的统计特性,提出一种SAR图像增强方法,给出一种基于非下采样塔型分解的斑点噪声方差估计算法和一种基于方向邻域模型的弱边缘增强算法。该文在不同方向子代进行斑点方差估计,利用局部方向统计信息对NSCT系数并进行强边缘、弱边缘和噪声分类并进行弱边缘的增强和噪声的抑制。实验结果表明,该方法在方向信息保留和斑点抑制上优于非下采样小波变换(NSWT)相应方法。     

Nonlinear multiscale wavelet diffusion for speckle suppression and edge enhancement in ultrasound images

This paper introduces a novel nonlinear multiscale wavelet diffusion method for ultrasound speckle suppression and edge enhancement. This method is designed to utilize the favorable denoising properties of two frequently used techniques: the sparsity and multiresolution properties of the wavelet, and the iterative edge enhancement feature of nonlinear diffusion. With fully exploited knowledge of speckle image models, the edges of images are detected using normalized wavelet modulus. Relying on this feature, both the envelope-detected speckle image and the log-compressed ultrasonic image can be directly processed by the algorithm without need for additional preprocessing. Speckle is suppressed by employing the iterative multiscale diffusion on the wavelet coefficients. With a tuning diffusion threshold strategy, the proposed method can improve the image quality for both visualization and auto-segmentation applications. We validate our method using synthetic speckle images and real ultrasonic images. Performance improvement over other despeckling filters is quantified in terms of noise suppression and edge preservation indices.     

基于局部平移瑞利分布模型的SAR图像相干斑抑制

该文提出了一种基于平稳小波域统计模型的SAR图像抑斑算法。首先对SAR图像应用非对数加性模型,接着针对该模型中的噪声在空域提出一种统计分布模型局部平移瑞利分布模型。最后基于该分布,在平稳小波域应用最大后验(MAP)方法获得真实信号平稳小波系数的解。实验表明,该文提出的局部平移瑞利分布模型是有效的,同时也表明该文给出的一种基于此分布模型的抑斑算法有很强的鲁棒性,抑斑性能优于许多现存的算法。     

结构保持的双边滤波极化SAR图像降噪

针对极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar, PolSAR)图像相干斑抑制时结构保持的难题,该文提出一种PolSAR图像的双边滤波算法:结构保持的双边滤波(SPBF)。该算法通过结合边缘结构特征和地物散射特性,增强对PolSAR图像结构信息的描述,减少滤波时图像结构信息的损失,实现滤波性能的提高。该算法首先使用边缘检测模板在极化总功率图像(Span)上提取边缘方向,实现自适应选择滤波方向窗;其次,采用Freeman-Durden分解获取像素的散射机制,并根据极化数据的统计分布特性获取地物散射的聚类标记;最终在所选的方向窗中,以聚类标记图为掩膜,利用改进的双边滤波算法对PolSAR数据进行相干斑抑制。真实SAR数据的实验结果表明,该方法能够有效抑制相干斑噪声,同时提高了对图像的边缘、强点目标和极化散射特性的保持能力。     

采用GSM模型进行稀疏表示的SAR图像降斑算法

针对SAR图像降斑过程中会产生过平滑现象及相干斑的滤除不彻底等问题,提出了稀疏结构符合高斯比例混合（Gaussian Scale Mixture,GSM）模型的SAR图像降斑算法。根据贝叶斯原理以及相干斑的统计特性推导该算法的数学模型,在块匹配过程中使用概率而不是欧式距离进行权重衡量,根据图像块之间的结构相似度,可以有效区分同质区与异质区,并得到图像块的较优均值估计。使用PCA字典学习方法对每个图像块进行子字典训练,实现同步稀疏编码（Simultaneous Sparse Coding,SSC）,数学模型的求解利用迭代正则化方法。分别使用合成场景SAR图像及真实场景SAR图像对算法进行验证,实验表明,相比于目前已提出的PPB算法、SAR-BM3D算法及FANS算法,该算法能有效提高等效视数,在滤除相干斑的同时很好地保留了图像的局部结构特性与纹理特征。