一种新的SAR目标及其阴影图像分割方法

针对相干斑对SAR图像分割质量的影响,给出一种新的SAR目标及其阴影图像分割方法。首先应用空域Wiener滤波器抑制棚干斑,然后根据滤波后图像统计特性确定分割阈值,对阈值分割结果进行形念学处理得到分割图像。利用MSTAR数据所作实验结果表明,采用有效的相干斑抑制方法可以更好地保持滤波图像中的目标,分割结果更为精细,并且算法速度快,有助提高ATR系统。     

基于小波变换的SAR图像分割

SAR(合成孔径雷达)图像包含有相干斑噪声，传统方法不能很好地对SAR图像进行分割，该文结合SAR图像和小波变换多分辨分析的特点，提出了一种新的SAR图像分割方法。首先利用小波变换提取SAR图像的纹理特征信息，然后根据SAR图像噪声在小波域中的分布特点对SAR图像进行滤波，最后以SAR图像小波能量纹理特征和滤波后的灰度组成特征向量对SAR图像进行分割。实验结果表明，该方法是一种有效的SAR图像分割方法。     

基于分形理论的SAR图像分割

SAR(合成孔径雷达)图像包含有相干斑噪声,传统方法不能很好对其进行分割,文章将SAR图像的特点和分形理论相结合,提出了一种新的SAR图像分割方法。该方法首先对原始SAR图像每个像元为中心取两种不同窗口,计算在该两种窗口下基于区域自选的分形维数并求均值,将其作为分形纹理特征。然后根据SAR图像噪声在小波域中的分布特点对SAR图像进行滤波,最后以SAR图像分形纹理特征和滤波后的灰度组成特征向量对SAR图像进行分割。实验结果分析表明,该方法是一种有效的SAR图像分割方法。     

基于模糊理论的SAR图像分割算法研究与实现

SAR图像存在强烈的相干斑噪声,传统方法不能很好对其分割。文章基于模糊理论,通过选择图像特征,构造模糊集,借助最大隶属度原则进行了SAR图像分割算法的设计,并借助SAR图像分别进行了参数调节和窗口选择的实验,获得了满意的分割结果。实验结果表明,该算法对于SAR图像分割可行有效。     

基于模糊理论的SAR图像分割算法研究与实现

SAR图像存在强烈的相干斑噪声,传统方法不能很好对其分割。文章基于模糊理论,通过选择图像特征,构造模糊集,借助最大隶属度原则进行了SAR图像分割算法的设计,并借助SAR图像分别进行了参数调节和窗口选择的实验,获得了满意的分割结果。实验结果表明．该算法对于SAR图像分割可行有效。     

基于多尺度特征融合的SAR图像分割

由于存在相干斑噪声的影响,给SAR图像分割造成很大的困难,提出一种基于多尺度特征融合的SAR图像分割方法。该方法利用快速离散curvelet变换提取图像的纹理特征,利用平稳小波变换提取图像的统计特征,将两种多尺度特征融合成高维的特征向量,采用模糊C均值聚类的方法进行分割。在仿真SAR图像和真实SAR图像的分割实验结果表明,提出的方法优于单独采用小波变换进行SAR图像分割的方法,在消除均质区内碎块的同时,使得边界更为精准和平滑。     

基于边缘检测的SAR图像自适应区域分割

受相干斑噪声影响,合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）图像成像质量低,目标判读困难。针对传统方法对SAR图像分割存在噪声敏感、细节缺失、过度分割等问题,提出一种基于边缘检测的SAR图像自适应区域分割方法。首先引入双边滤波构建级联滤波器,对SAR图像进行保边抑噪;然后建立基于纹理复杂度的阈值估算模型,实现阈值自适应目标SAR图像边缘检测;最后提出基于边缘特征的自适应区域生长分割方法,较好解决了传统区域生长算法对SAR图像分割时出现的过度生长和过度分割之间的矛盾问题。该方法综合利用了SAR图像二维熵、边缘灰度信息、区域灰度信息,实现了对单极化目标SAR图像的自动分割。实验表明,相较于其他传统分割方法,该方法保边抑噪能力更强,目标细节检测更准确,较好解决了SAR图像过分割问题。     

一种新型的空域SAR图像相干斑抑制方法

为了有效抑制SAR强度图像中的相干斑噪声,提出一种改进Sigma滤波并结合Gamma MAP滤波的空域相干斑抑制方法。首先利用阈值判断法判断并保留强点目标,然后结合SAR图像分布模型和MMSE准则判断Sigma区间,其中可以根据图像局部统计特性自适应调整窗口尺寸,最后选择Sigma区间内像素进行Gamma MAP滤波。实验结果表明:对于星载和机载SAR图像,在相干斑噪声抑制和边缘纹理细节信息保持方面,该方法较其他常用的空域相干斑抑制方法具有明显的优越性,能极大地提高SAR图像判读和目标识别能力。     

采用相干斑抑制图割的SAR海冰图像分割

针对SAR海冰图像分割受相干斑噪声干扰严重的问题,在MRF框架下,提出一种分割新算法—SRGB-RMRF。算法首先根据相干斑噪声统计特性,对传统graph-based方法的梯度和区域内部差异计算公式重新定义,得到适用于SAR图像的相干斑抑制graph-based(SRGB)初始分割新方法。其次,结合区域间强度差异,在SRGB方法得到的区域邻接图上构建区域MRF模型。在合成SAR海冰图像和真实SAR海冰图像上的实验结果表明,与现有区域MRF算法相比,SRGB-RMRF算法能够实现更为准确的SAR海冰图像分割。     

SAR图像去斑方法

合成孔径雷达图像固有的相干斑噪声严重降低了图像的可解译程度，影响了后续目标检测、分类和识别等应用。因此，SAR图像的相干斑抑制问题一直是SAR图像应用的重要课题之一。一个理想的去斑算法应该在平滑的同时保持图像的边缘等细节不受损失，目前存在各种各样的算法，但没有一种方法能够完美的满足这一要求。本文对SAR图像的相干斑抑制问题进行了全面系统的研究，分析了相干斑的形成原因，总结了目前存在的相干斑抑制算法的主要思路，介绍了具有代表性的算法，并对各种算法的性能进行了定性分析和比较，给出了去斑算法定量评估方法，展望了SAR图像相干斑抑制的发展方向。     

A novel multi-scale level set method for SAR image segmentation based on a statistical model

To overcome the problems of large data volumes and strong speckle noise in synthetic aperture radar (SAR) images, a multi-scale level set approach for SAR image segmentation is proposed in this article. Because the multi-scale analysis of SAR images preserves their highest resolution features while additionally making use of sets of images at lower resolutions to improve specific functions, the proposed method is useful for removing the influence of speckle and, at the same time, preserving important structural information. The Gamma distribution is one of the most commonly used models employed to represent the statistical characteristics of speckle noise in a SAR image and it is introduced to define the energy functional. Moreover, based on the multi-scale level set framework, an improved multi-layer approach is introduced for multi-region segmentation. To obtain a fast and more accurate result, a novel threshold segmentation result is used to represent the initial segmentation curve. The experiments with synthetic and real SAR images demonstrate the effectiveness of the new method.     

基于优化活动轮廓模型的SAR影像海陆分割方法研究*

SAR（合成孔径雷达）影像具有很强的乘性斑噪,给图像分割带来了困难。本文利用Gamma分布拟合SAR影像,并将其用于构造基于区域信息的能量泛函,提出了一种基于活动轮廓模型的SAR影像海陆自动分割方法。该方法在能量泛函中同时融合了边缘信息和区域信息,既有利于边界精确定位又有利于降低乘性斑噪的影响,利用活动轮廓演化模型,通过变分水平集方法推动活动轮廓曲线向海岸线演化,在最小化特定的能量泛函的约束下,使活动轮廓与海岸线重合,达到影像分割的目的。同时针对该模型提出了优化方法提高其计算效率,使本文提出的分割算法更加实用。     

基于Chan-Vese模型的SAR图像分割

由于SAR图像存在较强的斑点噪声,使用Chan-Vese模型水平集分割方法会产生很多误分割。同时,水平集解法存在计算量大、分割速度慢的问题。在Chan-Vese模型基础上,增加新的内能项——距离正则项,得到了一种改进的曲线演化模型。避免了水平集函数的周期性更新,具有更大的迭代步长,从而加快分割速度,并且提高Chan-Vese模型的抗噪性。对该模型采用人工合成图像和真实SAR图像进行分割实验,通过比较,可看出改进模型具有较高的数值精度和较快的分割速度。对于噪声很强的图像,使用增强Lee滤波进行预处理,可以进一步提高改进模型的分割速度和效果。实验结果表明:改进Chan-Vese模型能高效快速地完成SAR图像分割,具有较高的抗噪性。     

基于描述方法的SAR图像分割*

针对减少SAR图像分割中自由参数的问题,提出了基于最小描述长度的SAR图像分割方法。该方法经对数变换将SAR图像乘性噪声转换为加性噪声,对其建立描述模型,在描述长度最短意义上计算出重建图像,在假设SAR图像各区域实际地物后向散射特性对应的像素值恒定的前提下,该重建图像即为SAR图像的分割结果。该方法在分割的同时很好地抑制了SAR图像的相干斑噪声,保留了原始SAR图像的区域边界,并且不需要参数调节,整个分割过程自动完成,是一种非监督SAR图像分割方法。给出了该方法的具体实现步骤,实验结果验证了该方法的有效性。     

综合边界和纹理信息的合成孔径雷达图像目标分割

目的 针对传统Grab Cut算法需要人工交互操作,无法实现合成孔径雷达（SAR）图像的自动分割,且方式单一（仅利用边界或纹理信息中的一种）的问题,提出一种综合利用边界和纹理信息的改进Grab Cut算法,实现对SAR图像目标的自动分割。方法 首先将其他格式的彩色或灰度SAR图像转化为24 bit的位图,采用图形理论对整幅SAR图像建模,根据最大流算法找到描述图的能量函数最小的割集,从而分割出目标区域;然后采用中值滤波抑制相干噪声;最后通过邻域生长算法滤除图像斑点和小目标的干扰,从而达到目标边界的连接,实现自动对SAR图像中的目标进行分割。结果 在64位Window 7环境下采用MATLAB R2014处理平台,对楼房、车库、大树、汽车群等4幅分辨率不同的SAR图像进行目标分割实验,特征目标被自动分割出来,耗时分别为1.69 s、1.58 s、1.84 s和3.09 s,相比Mean-shift和Otsu算法,平均计算效率分别提升150%和3%,并且图像中的背景杂波、目标阴影和干扰小目标均被有效去除。结论 综合利用边界和纹理信息能够有效抑制相干噪声,去除图像斑点和小目标的干扰,从而达到目标边界的连接,实现对SAR图像目标的自动分割。实验结果表明,本文算法可以满足工程化应用要求,自适应性强,分割精度高,且具有较好的鲁棒性。     

引入欧氏距离的各向异性扩散相干斑抑制

目的 相干斑噪声严重影响SAR影像解译。抑制相干斑同时,获取较好的边缘保持效果始终是相干斑抑制的重点。针对该问题,提出一种引入欧氏距离的各向异性扩散（EDAD）相干斑抑制方法。方法 EDAD算法以P-M模型与SRAD算法为基础,利用邻近像素间区域欧氏距离代替原有边缘检测算子,自适应区分同质区与异质区,有效构造各向异性扩散系数,完成相干斑抑制。结果 运用EDAD算法与现存各向异性扩散算法对截取的两景TanDEM-X影像进行试验研究并比较各类算法的评估参数。EDAD算法的等效视数分别为3.996与5.859,均高于其他算法,体现优越的相干斑抑制能力;EDAD算法相干斑抑制前后比值影像的均值分别为0.999与1.001,方差分别为0.270与0.269,较其他算法均更接近理想值1与0.273,展现更优边缘保持与相干斑抑制能力。结论 本文算法可有效提高边缘检测能力,获取更优相干斑抑制效果。经验证,对分布较散的弱相干斑区域与分布较集中的强相干斑区域均有较好适用性。     

Coastline extraction from SAR images using spatial fuzzy clustering and the active contour method

Coastline extraction from synthetic aperture radar (SAR) data is difficult because of the presence of speckle noise and strong signal returns from the wind-roughened and wave-modulated sea surface. High resolution and weather change independent of SAR data lead to better monitoring of coastal sea. Therefore, SAR coastline extraction has taken up much interest. The active contour method is an efficient algorithm for the edge detection task; however, applying this method to high-resolution images is time-consuming. The current article presents an efficient approach to extracting coastlines from high-resolution SAR images. First, fuzzy clustering with spatial constraints is applied to the input SAR image. This clustering method is robust for noise and shows good performance with noisy images. Next, binarization is carried out using Otsu’s method on the fuzzification results. Third, morphological filters are used on the binary image to eliminate spurious segments after binarization. To extract the coastline, an active contour level set method is used on the initial contours and is applied to the input SAR image to refine the segmentation. Because the proposed approach is based on an active contour model, it does not require preprocessing for SAR speckle reduction. Another advantage of the proposed method is the ability to extract the coastline at full resolution of the input SAR image without degrading the resolution. The proposed approach does not require manual initialization for the level set method and the proposed initialization speeds up the level set evolution. Experimental results on low- and high-resolution SAR images showed good performance for coastline extraction. A criterion based on neighbourhood pixels for the coastline is proposed for the quantitative expression of the accuracy of the method.     

高分辨率极化SAR图像水平集分割

目的 传统的极化SAR图像分割方法中,由于采用的统计分布模型不能较好地描述高分辨率的图像纹理特征,导致高分辨率极化SAR图像分割效果较差。针对这个问题,本文将具有广泛适用性的KummerU分布嵌入到水平集极化SAR图像分割方法中,提出了一种新的极化SAR图像分割算法。方法 将KummerU分布作为高分辨率极化SAR图像的统计模型,定义一种适用于极化SAR图像分割的能量泛函;利用最大似然法对各个区域的KummerU分布进行参数估计,并通过数值偏微分方程的方法求解水平集函数,实现极化SAR图像的区域分割。结果 分别对仿真全极化数据,真实全极化数据进行分割实验,结果表明本文提出的方法其分割精度高于传统方法,分割精度高于95%,从而验证了新方法的有效性。结论 本文算法能够对各向同质区和各向异质区的极化SAR图像都能取得良好的分割效果,并适应于多种场景,有效地分割出背景和目标。     

Tuning of level-set speed function for speckled image segmentation

The segmentation of speckled images, as the synthetic aperture radar (SAR) images, is usually recognized as a very complex problem, because of the speckle, multiplicative noise, which produces granular images. In segmentation problems, based on level set method, the evolution of the curve is determined by a speed function, which is fundamental to achieve a good segmentation. In this paper we propose a study of the new speed function obtained by the linear combination of image average intensity and image gradient speed functions. Thus the aim is tuning the combined speed in the segmentation process. We segmented synthetic images by tuning parameters of the new speed function and we evaluated the best computed results. Then we applied this experimental setup to real SAR images, which are PRecision Images, acquired during European Remote Sensing mission, and a Cosmo-SkyMed image. In particular, we are interested in monitoring complex areas with low light covered by clouds, as coastlines and polar regions may be. In Earth Observation, the acquisition of SAR data becomes fundamental, since the SAR sensor can work in the night/day and in all weather conditions.