雷达信号及其处理

0317666多极化SAR图像的降斑研究〔刊〕/胡艳芬//电子学报.-2003,31(2).-207～210(C) 对于多极化SAR图像,可以利用其同极化和交叉极化图像的相关性来进行降斑处理。本文对常用的几种基于多极化SAR图像的降斑方法进行了分析。重点研究了最优加权法(the optimal weighting algo-rithm),在其基础上改进提出了分块加权法,取得了明显的降斑效果,并较大地减少了运算量。最后利用实测的SAR数据进行了验证。参5     

基于支持向量机的多极化SAR图像监督分类

针对SAR图像固有相干斑的影响,分类比较困难的问题,将支持向量机方法应用到多极化SAR图像的监督分类中.实验结果表明,基于支持向量机的多极化SAR图像监督分类不仅具有较高的分类精度,而且和传统方法比较,在训练样本较少的情况下具有更好的推广性.     

基于SWT域改进粒子滤波的SAR图像降斑算法

 粒子滤波(PF)非常适合处理非高斯状态空间模型的滤波问题,而SAR图像的非高斯降斑算法正是粒子滤波的一个有效应用,本文在平稳小波变换(SWT)域上提出了一种基于马尔可夫随机场(MRF)的改进PF的SAR图像降斑算法.新算法首先分析验证了SAR图像在SWT域比在DWT域中利用广义高斯分布(GGD)建模更为精确;然后针对基本PF降斑算法中的粒子整体权重偏差问题,引入MRF重新定义粒子权重,并通过权重更新粒子的采样区间以优化粒子分布;最后为了提高本文降斑算法的实时性,依据小波系数的局部统计特性把图像分为平滑和边缘进行分区域处理.本文针对模拟SAR图像和实测SAR图像进行了仿真,仿真结果和分析表明降斑后的图像能够在去除噪声的同时较好的保持图像的边缘和纹理结构特征,而且分区域处理有效地提高了算法的效率.     

基于尺度预估的SAR图像相位相关配准算法

高精度的图像配准是SAR图像融合的前提条件之一.针对相位相关匹配方法用于强相干斑噪声的多波段、多极化SAR图像匹配时存在的缺点,提出了一种基于尺度预估的SAR图像相位相关配准算法.首先,利用图像问的中心频谱值之比实现尺度预估计;然后,在相位相关过程中,针对强噪声图像的互功率谱的逆傅里叶变换图存在多峰的情况,通过脉冲值的局部搜索得到最佳的匹配参数;最后,校正待配准图像,达到精确配准.实验结果表明,文中算法对于多波段、多极化SAR图像具有良好的匹配效果.     

基于降斑处理的SAR图像实时压缩系统

为了对SAR图像进行实时压缩和本地存储,基于FPGA和ADV212芯片,利用空域增强Lee滤波算法,设计实现了SAR图像实时降斑压缩系统。测试结果表明,在降斑处理基础上,系统能对大数据量SAR图像进行压缩,产生JPEG2000格式码流,满足实时性、压缩模式和压缩比可选的要求,可支撑目标探测、区域监控等任务应用。     

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。     

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.     

基于加权合成核与三重Markov场的极化SAR图像分类方法

马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)广泛用于处理遥感图像的分类问题,然而MRF在构建极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像模型时未考虑其非平稳特性且对初始分类较为敏感,为此本文提出了一种基于加权合成核与三重马尔可夫随机场(Triplet Markov Field,TMF)的极化SAR图像分类方法.该方法依据训练样本在特征空间上的距离,提出了加权合成核函数权重系数的自适应确定方法以提高初始分类的精度和普适性;为充分考虑极化SAR图像的非平稳统计特性,利用TMF对极化SAR图像进行统计建模以实现贝叶斯分类.实验结果表明,与基于MRF的极化SAR图像分类方法相比,本文所提方法可获得更高的分类精度和更平滑的同质区域分类结果,而且本文方法能更好地保持图像边缘信息.     

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。      

基于改进阈值函数的SAR图像小波去噪方法

为了抑制SAR图像的相干斑噪声,对Garrote阈值函数做了改进,增加指数函数使其更易于逼近其渐近线,提高函数中阈值参数和自变量的阶数,以缩小其偏差性.将改进的Garrote阈值函数用于SAR图像小波阈值去噪.首先,在图像预处理阶段,利用常规方法将SAR图像相干斑乘性噪声模型转换为加性噪声模型,以利于小波滤波处理;其次...     

Speckle reduction in multipolarization, multifrequency SAR imagery

An algorithm to take advantage of this polarization diversity to suppress the speckle effect with much less resolution broadening than using spatial filtering is discussed. The coupling between polarization channels is minimized by using local intensity ratios. The degree of speckle reduction is similar to two-look or three-look processing. The same algorithm can also be used to process multifrequency polarimetric SAR. For three-frequency aircraft SAR data speckle reduction equivalent to six-look processing can be achieved. Further speckle reduction is possible by applying speckle filters in the spatial domain. In addition, a vector speckle filter which operates simultaneously in the polarization and spatial domains is tested. Experimental results with simulated polarimetric SAR as well as one-look and multilook parametric SAR data demonstrate the effectiveness of these speckle reductions, with minimum resolution broadening and coupling between polarimetric and frequency channels. Comparisons with other algorithms are also made     

极化白化滤波器的一种多通道扩展

为减小相干斑对分类、检测的影响,通常要对极化合成孔径雷达图像进行相干斑抑制。极化白化滤波器(PWF)是利用多个极化通道的复数据抑制相干斑的有效方法,但其输出只有一个通道。为了在后续处理中能够利用全极化数据,该文对PWF进行了改进,提出了多通道极化白化滤波器法(MCPWF)。该方法在保持PWF最少相干斑图像输出的同时,还能得到各个极化通道滤波后的输出。Pi-SAR实测数据的实验结果验证了该方法的有效性。     

Study on speckle reduction in multi-look polarimetric SAR image

This paper studies the speckle reduction in multi-look polarimetric synthetic aperture radar (SAR) image. A multi-look polarimetric whitening filtering (MPWF) method is presented and extended to form a fully polarimetric filter with multi-channel output. The paper also quantifies the speckle reduction amount achievable by the MPWF, and compares the MPWF with the span, weighting and power equalization methods. Experimental results with the NASA/JPL L-band 4-look polarimetric SAR data verify the effectiveness and superiority of the MPWF, and show that the MPWF is of great advantage for enhancing SAR image classification.     

一种新的极化滤波综合性能评估方法

极化合成孔径雷达(SAR)可以获得目标散射的相位信息,这种更加丰富的信息为极化SAR图像相干斑噪声抑制提供了更好的解决方法。通过对几种典型的极化滤波技术的算法实现,基于采样信号波形图、极化特征图和相对标准差,提出了一种新的极化滤波综合性能评估方法。对实测极化SAR数据进行实验验证,结果表明局部统计滤波在图像分辨率的保持、极化信息的保留和相干斑噪声的抑制3个方面都有很好的效果。     

用一种新的独立分量分析算法实现极化SAR图像相干斑抑制

极化SAR图像为雷达图像中的信息处理和获取提供了更为便捷的途径。本文在研究极化SAR成像特点的基础上，介绍了用一种新的独立分量分析(ICA)方法—Infomax算法来进行相干斑抑制，完成了从极化SAR图像中分离相干斑噪声的仿真试验。实验表明，Infomax算法收敛速度较慢，但稳健性好。经ICA处理后的图像其相干斑噪声得到了有效的抑制，具有较低的相干斑指数，明显地改善了图像的质量。     

基于同质像素预选择的极化SAR图像非局部均值滤波

该文针对在极化合成孔径雷达(PolSAR)图像相干斑抑制过程中结构特征和极化散射特性保持的难题,提出一种基于同质像素预选择的非局部均值滤波算法(NLM-HPP)。该算法结合像素统计特性和极化散射机制选择滤波同质像素,并引入结构损失函数提高非局部均值(NLM)算法中像素间相似性度量的准确性,最后用改进的相似性度量对同质像素的协方差矩阵进行加权平均,实现对PolSAR图像的相干斑抑制。对真实PolSAR数据进行的实验结果表明,与现有的Refined Lee滤波、基于散射模型的滤波方法和两种非局部均值滤波相比,此方法在有效滤除相干斑点的同时能更好地保持PolSAR图像的结构信息和极化信息。     

The fast fixed-point algorithm for speckle reduction of polarimetric SAR image

In this letter, a simple and efficient method of image speckle reduction for polarimetric SAR is put forward. It is based on the fast fixed-polnt ICA (Independent Component Analysis) algorithm of orthogonal and symmetric matrix. Simulation experiment is carried out to separate speckle noise from the polarimetric SAR images, and it indicates that this algorithm has high convergency speed and stability, the image speckle noise is reduced effectively and the speckle index is low. and the image quality is improved obviously.     

多视极化SAR图象相干斑抑制的研究

本文研究多视极化合成孔径雷达(SAR)图象的相干斑抑制,提出多视极化白化滤波(MPWF)法,并进一步将它发展成具有多通道输出的全极化滤波器。本文还定量地分析了MPWF方法抑制相干斑的能力,并在理论上同全功率法、加权法和功率均衡法进行了比较。应用NASA/JPL机载L波段四视全极化SAR数据的试验结果验证了所提方法的有效性和优越性,也说明了MPWF处理能显著地提高SAR图象的分类精度。     

极化SAR相干斑抑制极化白化滤波器

相干斑抑制是合成孔径雷达(SAR)图像和极化SAR图像后处理的首要问题。该文针对最优的极化相干斑抑制滤波器极化白化滤波器(PWF)仅输出一个强度图像的缺陷,对 PWF进行了改进,得到了各个极化通道的强度图像。     

基于ICA-SCS算法的极化SAR图像相干斑抑制

该文提出了采用基于独立分量分析的稀疏编码收缩(ICA-SCS)算法进行极化SAR图像相干斑抑制的新方法,结合软门限算子,有效抑制了图像中的相干斑噪声,保留了极化信息。实验结果表明,该算法具有较好的边缘保持和噪声抑制能力。