基于物理散射模型的全极化SAR图像增强滤波算法

针对传统的极化SAR滤波方法图像中城镇区域和植被区域地物在滤波中易被混淆, 导致滤波后图像中地物边缘保持效果下降的问题, 提出了一种增强的保持极化散射特性的滤波算法。利用一种增强的四分量极化分解方法获取更加精确的地物散射机制, 并将散射机制信息引入滤波方法中, 使滤波算法中像素的散射机制更精确。增强的四分量极化分解方法引入了极化SAR数据的定向角补偿技术、一种新的体散射模型以及两种散射功率限制条件, 来改进Freeman-Durden分解的结果。理论分析和实验结果表明, 改进后的方法获取了比传统的极化SAR图像滤波算法更加理想的计算结果。     

基于Contourlet能量标准差积的极化SAR图像融合

针对Contourlet多尺度、多方向性的优点,以及单一特征量融合规则过于片面性的缺点,提出了一种结合Contourlet自适应阈值滤波的区域能量标准差积的多极化SAR图像融合算法.该方法利用Sigmoid函数构建一种自适应阈值函数来处理Contourlet的高频子带系数,实现融合前图像的去噪处理,然后在Contourlet域中完成不同极化SAR图像的信息融合.根据各子带系数的特性,对低频子带系数采用区域能量融合规则和加权算法;高频子带系数采用区域能量和标准差之积作为融合规则,进行选择性融合.通过对实测极化SAR图像融合的试验表明,该算法在目视效果和客观评价指标方面比其他算法,都具有一定的优越性.     

基于特征提取的SAR图像滤波算法

针对SAR图像所包含的地物目标比较复杂的特点,提出一种新的SAR图像滤波算法.该算法利用Contourlet变换能保持边界.结合特征提取可以获得区域目标点特征的特点,利用自适应阈值的方法对SAR图像进行滤波.与传统Lee滤波和保持边缘特征滤波算法进行比较,实验表明新的算法不仅提高了图像的质量.其量化指标也得到了提高.作为该算法的应用.利用变换域内低频图像和子带图像的融合规则对L和C两个波段的SAR图像进行去噪融合,可以看出该算法的去噪效果.     

基于惩罚系数自适应修正的SAR图像滤波新算法

合成孔径雷达(SAR)图像存在较强的相干斑点噪声,严重地影响了地物信息的提取与SAR图像的应用效果。提出了一种新的SAR图像斑点噪声滤波算法,该算法以一种基于膜模型的M arkov随机场的近似最优迭代滤波算法(TSPR)为基础,考虑了邻域空间关系对势能函数的影响,并通过在迭代过程中自适应修正惩罚系数,来达到更好的斑点噪声滤波效果。通过对含不同强度斑点噪声的退化图像的对比试验结果来看,该算法在提高处理后图像的信噪比方面,能够取得较TSPR算法更佳的效果。     

全极化合成孔径雷达影像地形纠正及其在雪冰制图中的应用

针对合成孔径雷达（SAR）影像由于地形起伏引起的图像畸变问题,文章提出了基于相干矩阵的全极化SAR影像地形纠正算法,并运用于雪冰制图。该方法首先采用距离多普勒模型建立SAR成像几何模型;然后利用全极化Cloude特征分解方法对全极化SAR图像进行融合,将融合后的SAR图像与模拟图像进行配准提高SAR影像几何定位精度;最后利用投影面积归一化和极化方位角移动补偿技术对地形引起的辐射畸变进行纠正。采用中国长江源区南部唐古拉山中段冬克玛底冰川区域的C波段Radarsat-2全极化SAR数据进行验证,配准模拟SAR和原始SAR影像的控制点方位向和距离向的均方根误差（RMSE）分别为7.765和14.586个像素;经过地形纠正后的地物分类精度达80%以上。结果表明：（1）该方法能够有效消除SAR影像中几何和辐射畸变的影响;（2）地形纠正后的SAR数据在雪冰制图中具有可行性。     

基于NSCT分解系数的SAR图像目标检测算法*

恒虚警率(Constant False Alarm Ratio,CFAR)目标检测法用于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)图像时,通常要求图像有强的对比度,而实际上此条件很难满足。为提高SAR图像目标的检测率,特别是低信噪比图像,本文从SAR成像机理入手,结合非下采样Contourlet变换（Nonsubsampled Contourlet Transform,NSCT）理论的多尺度、多方向和平移不变性等特点,提出了一种新的SAR图像目标提取算法,即TD-NSCT（Target Detection based on NSCT）算法。该方法融合了CFAR检测器和NSCT变换的优点,通过对分解系数特征的选取和组合,达到改善SAR图像信噪比、提高SAR目标检测率的目的。用不同实际SAR图像数据和不同方法进行了比较实验,实验结果表明TD-NSCT算法能效提高SAR目标的检测率,特别是对于那些隐藏地物目标的低信噪比SAR图像。 TD-NSCT算法是一种可行和有效的SAR图像目标检测算法。     

基于数据融合技术的图像均值滤波算法

在分析传统图像均值滤波算法的特性基础上,提出了一种新的均值滤波方法--多窗口均值融合滤波算法.该算法以每一个像素点为中心选取多个不同尺寸的窗口,将各窗口的均值进行融合处理后作为中心点的滤波输出.实验结果表明,本算法对于低信噪比图像具有较好的滤波效果,优于传统的和一些改进的均值滤波算法.     

基于小波变换的SAR与可见光图像融合算法*

提出了一种基于小波变换的SAR图像与可见光图像的融合算法。为抑制斑点噪声,对SAR图像作平滑滤波。图像经小波变换后,计算不同分解层高频图像对应区域的均值与标准差,采用区域统计特性量测的融合规则;低频图像直接采用SAR图像的小波低频系数作为融合后的低频系数,对得到的融合低、高频图像作小波反变换。     

一种改进的基于非局部均值的极化SAR相干斑抑制算法

贝叶斯形式的非局部均值模型在极化SAR图像相干斑抑制中有良好的应用,在实现抑制相干斑的同时较地保持了边缘细节和点目标。本文通过分析SAR图像多视数据的空间统计分布,结合贝叶斯形式的非局部均值模型,得出了在该模型下多视与单视SAR图像中像素间相似性度量函数一致性的结论,并对该相似性度量函数进行了修正,使之满足对称性;最后针对算法全局使用一个固定滤波参数影响滤波效果的问题,提出了一种根据像素间相似程度自适应选取滤波参数的方法。实验结果验证了本文算法的有效性。     

小波的循环阈值去噪方法

在D.L.Donoho提出的多分辨分析小波阈值去噪方法的基础上,针对SAR图像的相干斑噪声现象,提出一种小波域SAR图像的循环阈值去噪法,通过估计的噪声标准差和滤除信号后的噪声标准差之间的循环迭代,得到最优阈值。并以峰值信噪比和平滑指数等作为评价指标,与传统的软阈值、硬阈值以及几种空域滤波方法进行了比较。仿真结果表明,提出的新的阈值去噪算法无论是峰值信噪比,还是主观质量都优于软阈值、硬阈值去噪算法和各种空域滤波方法。     

一种新的SAR图像无监督分割方法

马尔可夫随机场（MRF）在SAR图像分割中有着广泛的应用。由于合成孔径雷达（SAR）图像本身所固有的相干斑噪声的影响,传统方法很难获得准确的分割,因此提出了一种新的基于MRF（Markov Random Field）融合Gaussian-Hermite矩（GHM）的SAR图像无监督分割算法。利用Gaussian-Hermite矩的不同阶矩作为SAR图像特征得到初始分割;将得到的初始分割结果作为MRF随机场的先验模型,通过引入一个基于两成分权重参数的能量函数,利用最大后验概率（MAP）得到最终的分割结果。通过对合成图像及SAR图像分割实验结果的比较,表明了该方法在误分率、抗噪性以及视觉效果上具有更好的效果。     

空间约束层次加权Gamma混合模型的SAR图像分割

目的 合成孔径雷达（SAR）图像中像素强度统计分布呈现出复杂的特性,而传统混合模型难以建模非对称、重尾或多峰等特性的分布。为了准确建模SAR图像统计分布并得到高精度分割结果,本文提出一种利用空间约束层次加权Gamma混合模型（HWGaMM）的SAR图像分割算法。方法 采用Gamma分布的加权和定义混合组份;考虑到同质区域内像素强度的差异性和异质区域间像素强度的相似性,采用混合组份加权和定义HWGaMM结构。采用马尔可夫随机场（MRF）建模像素空间位置关系,利用中心像素及其邻域像素的后验概率定义混合权重以将像素邻域关系引入HWGaMM,构建空间约束HWGaMM,以降低SAR图像内固有斑点噪声的影响。提出算法结合M-H（Metropolis-Hastings）和期望最大化算法（EM）求解模型参数,以实现快速SAR图像分割。该求解方法避免了M-H算法效率低的缺陷,同时克服了EM算法难以求解Gamma分布中形状参数的问题。结果 采用3种传统混合模型分割算法作为对比算法进行分割实验。拟合直方图结果表明本文算法具有准确建模复杂统计分布的能力。在分割精度上,本文算法比基于高斯混合模型（GMM）、Gamma分布和Gamma混合模型（GaMM）分割算法分别提高33%,29%和9%。在分割时间上,本文算法虽然比GMM算法多64 s,但与基于Gamma分布和GaMM算法相比较分别快600 s和420 s。因此,本文算法比传统M-H算法的分割效率有很大的提高。结论 提出一种空间约束HWGaMM的SAR图像分割算法,实验结果表明提出的HWGaMM算法具有准确建模复杂统计分布的能力,且具有较高的精度和效率。     

基于稀疏重构框架下剪切波的SAR图像去噪

SAR图像很容易被乘性噪声多污染,进而影响SAR图像后序的分析与处理。本文中提出了一种基于剪切波稀疏编码的SAR图像移除乘性噪声的新模型。首先通过压缩感知理论建立SAR图像去噪模型;其次通过剪切波变换获得剪切波系数,每个尺度的系数视为一个单元;对于每个单元,通过剪切波域的贝叶斯估计对稀疏系数进行迭代估计。重现的单元最后结合起来构造去噪后的图像。SAR图像去噪效果显示了该算法有良好的表现性,对噪声具有鲁棒性;本文提出的算法不仅有较好的去噪效果,而且还保存了更多的边界信息。     

基于局部重要性采样的SAR图像纹理特征提取方法

合成孔径雷达（Synthetic aperture radar,SAR）图像因为相干斑现象和目标响应的空间变化呈现出一种纹理特性,局部二进编码等局部图像特征 在光学纹理描述中获得较好的结果,但光学纹理特征在描述SAR图像纹理特性中因为相干成像特性往往失效. 本文 在前期工作纹理特征框架的基础上,提出了一种局部重要性采样二进编码的SAR图像纹理特征（Feature extraction based on local important sampling binary,LISBF）描述方法:首先,利用样本图像对局部采样位 置进行随机自适应采样,基于重要性采样（Important sample,IS）方法输出递归学习位置结果;然后,利用学习出的纹理重要采样点对进 行二进特征编码;最后,通过映射和统计生成描述算子. 该特征较固定位置采样能够获取更大范围信息,同时能通 过采样避免特征维数的急剧增大;通过自适应学习重要性关键点较随机采样 更容易捕捉纹理固有信息;较好地适应了SAR图像极低信噪比和斑点现象的纹理. 本文将该特征用于真实图像和标准纹理库的分类研究,实验结果证明了该特征的有效性.     

基于小波域广义高斯分布的SAR图像分割算法

针对利用灰度共生矩阵作为纹理特征的传统方法不能够有效表征图像的边缘高频信息的问题,结合小波的多分辨率分析,提出了一种基于小波变换域统计特性的合成孔径雷达（SAR）图像分割算法。图像经过小波变换后,其统计特性服从广义高斯分布（GGD）,利用最大似然（ML）估计,推导出GGD的两个参数[α]、[β],提出了利用Newton-Raphson法对[β]进行快速迭代求解。并将[α]、[β]作为SAR图像的纹理特征,利用K-Means对其进行分割。通过对典型的SAR图像结果分析,表明了该算法的有效性。     

SAR图像目标识别的卷积神经网模型

目的 合成孔径雷达图像目标识别可以有效提高合成孔径雷达数据的利用效率。针对合成孔径雷达图像目标识别滤波处理耗时长、识别精度不高的问题,本文提出一种卷积神经网络模型应用于合成孔径雷达图像目标识别。方法 首先,针对合成孔径雷达图像特点设计特征提取部分的网络结构;其次,代价函数中引入L2范数提高模型的抗噪性能和泛化性;再次,全连接层使用Dropout减小网络的运算量并提高泛化性;最后研究了滤波对于网络模型的收敛速度和准确率的影响。结果 实验使用美国运动和静止目标获取与识别数据库,10类目标识别的实验结果表明改进后的卷积神经网络整体识别率（包含变体）由93.76%提升至98.10%。通过设置4组对比实验说明网络结构的改进和优化的有效性。卷积神经网络噪声抑制实验验证了卷积神经网络的特征提取过程对于SAR图像相干斑噪声有抑制作用,可以省去耗时的滤波处理。结论 本文提出的卷积神经网络模型提高了网络的准确率、泛化性,无需耗时的滤波处理,是一种合成孔径雷达图像目标识别的有效方法。     

SAR自动聚焦处理器的设计与实现

合成孔径雷达(SAR)成像具有数据量巨大、算法比较复杂等特点。如何实时实现SAR成像的相关算法是嵌入式高性能计算领域一个值得研究的问题。针对SAR成像中多普勒调频率估计的经典算法PGA算法，阐述了算法的实时化改进。介绍了基于FPGA的SAR自动聚焦处理器的系统级设计及PGA算法到FPGA逻辑实现的映射过程。     

相位梯度自聚焦算法在条带模式SAR中的应用

相位梯度自聚焦(PGA)算法是一种稳健的高分辨SAR相位校正方法，在SAR领域得到广泛应用。但PGA是对聚束模式成像提出的，不能直接用于条带模式。本文利用两种模式之间的内在联系，将条带模式SAR数据分块处理，等效成聚束模式数据。然后，用聚束照射SAR成保算法实现成像，此时就可以利用PGA完成各决于图像的自聚焦过程，最后将各于固体适当拼揍，从而实现条带模式SAR的PGA处理，外场数据的处理证实了本文方法的可行性，同时，分块处理条带SAR数据实现了聚束照射SAR与条带模式SAR成像算法上的统一。     

一种SAR图像机动目标检测与分析方法

从SAR(合成孔径雷达)图像中检测和分析目标是进行SAR自动目标识别的关键步骤,提出了一种SAR图像中地面机动目标检测与分析的方法,该方法在对图像进行预处理后首先利用背景杂波强度分布为指数分布假设的恒虚警率算法以及形态学运算对原始的SAR场景数据进行快速检测获得感兴趣的目标区域,然后提取目标区域8个特征构成特征矢量以详细描述目标。实验结果表明,该方法计算速度快,能够从获得的目标区域得到大量有用的信息,而且该方法具有一定的通用性。