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。     

采用混合特征相似性的极化SAR图像降噪算法

针对极化合成孔径雷达（Polarimetric Synthetic Aperture Radar,PolSAR）图像在相干斑抑制过程中面临的结构信息和极化散射信息保持的问题,通过分析PolSAR图像的结构特性和极化特性,建立一种结构特征提取方法,并提出一种采用混合特征相似性的极化SAR图像降噪算法.该算法将图像的结构信息和极化散射信息与降噪过程相融合,能够在抑制相干斑噪声的同时,实现降噪后图像的结构信息和极化信息的有效保持.实测机载极化SAR数据的实验结果验证了算法的有效性.     

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。     

基于差异度的极化SAR相干斑抑制效果评估

相干斑抑制是极化SAR图像解译和信息提取的基础。针对采用极化特征图对极化SAR图像相干斑抑制算法极化信息保持能力定性评估的不足,本文提出一种基于差异度的相干斑抑制效果评估方法。该方法通过比较相干斑抑制前后目标区域的差异度,实现相干斑抑制算法对目标极化信息保持能力的定量评估。在评估过程中采用分别先对目标区域内每个像素做差异度后求平均的方法,代替传统的先将目标区域内像素K矩阵求平均后求极化特征图的方法,避免了先对各个像素做平均带来的二次估计。对通过极化特征图判断性能接近的不同相干斑抑制算法,得到更为精确的评估结果。最后选取三类典型相干斑抑制算法,分别对仿真数据和实测ESAR数据中的面目标和点目标进行评估,验证了方法的有效性。      

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。     

基于低秩矩阵恢复的SAR图像相干斑抑制方法

针对合成孔径雷达(SAR)图像相干斑噪声的特点,提出了一种基于低秩矩阵恢复的SAR图像相干斑抑制算法。该算法首先对SAR图像进行对数变换,将SAR图像相干斑乘性噪声转化为加性噪声;然后对变换后图像等步长遍历提取图像子参考块,利用局部块匹配技术寻找子参考块的相似块组建相似子集,合并数据集中所有相似子集,构建近似低秩的矩阵;再通过低秩矩阵恢复算法将矩阵分解为低秩矩阵部分和稀疏矩阵部分;最后将低秩矩阵部分逆变换回图像块,基于图像块灰度值对图像的每个像素进行加权重构,生成相干斑抑制后的SAR图像。实验表明,文中所提出的算法能够有效抑制SAR图像中的相干斑噪声,同时很好地保留了边缘细节特征。     

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。     

基于极化SAR相干斑模型的非局部均值相干斑抑制

随着高分辨率和极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar, Pol-SAR)技术的发展,Pol-SAR应用前景越来越广阔,但是Pol-SAR数据中相干斑噪声的存在,严重影响了后续目标分类、目标检测和识别跟踪等应用。针对Pol-SAR相干斑去噪问题,提出了基于Pol-SAR相干斑模型的形状自适应非局部均值滤波算法。该算法对于极化协方差矩阵C的对角线元素和非对角线元素分别进行处理,对对角线元素按照乘性噪声模型处理,计算复相关系数,再对非对角线元素进行处理。实验结果表明,所提算法在极化SAR相干斑抑制上具有良好的效果。     

结合ICA相干斑抑制的全极化SAR图像分类

本文提出了一种结合相干斑抑制的全极化 SAR(Synthetic Aperture Radar)图像分类新方法.该方法先对图像数据做Pauli分解,获得三个极化组合通道,并分别用三种颜色表示这三个极化组合;再用独立分量分析稀疏编码(ICA-SCS)算法对各颜色通道进行相干斑抑制,最后把三个颜色通道混合,实现了对图像信息的分类.该方法很好的保留了极化通道间的相对相位信息,同时,相干斑抑制后的数据直接用于图像分类,不需要再做任何极化通道组合.对真实SAR图像的分类结果表明,该方法对分类效果和精度有明显改善.     

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。     

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。     

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.     

基于双边滤波的极化SAR 相干斑抑制

在对极化SAR 数据进行相干斑抑制过程中,保持其极化信息是首要考虑的问题,而对极化SAR 数据各元素进行独立的滤波是不可取。依据极化SAR 数据形式及噪声模型,该文将双边滤波推广至极化SAR 数据处理,推导出一种新的相似性距离度量公式,所提方法可以直接对极化协方差矩阵C 或极化相干矩阵T 进行处理。该方法能够保持极化信息,有效地抑制相干斑,同时能够更好地保持点目标、纹理结构等,在处理大幅面的极化SAR数据时简单、快速、有效。      

Unsupervised segmentation of polarimetric SAR data using thecovariance matrix

A method for unsupervised segmentation of polarimetric synthetic aperture radar (SAR) data into classes of homogeneous microwave polarimetric backscatter characteristics is presented. Classes of polarimetric backscatter are selected on the basis of a multidimensional fuzzy clustering of the logarithm of the parameters composing the polarimetric covariance matrix. The clustering procedure uses both polarimetric amplitude and phase information, is adapted to the presence of image speckle, and does not require an arbitrary weighting of the different polarimetric channels; it also provides a partitioning of each data sample used for clustering into multiple clusters. Given the classes of polarimetric backscatter, the entire image is classified using a maximum a posteriori polarimetric classifier. Four-look polarimetric SAR complex data of lava flows and of sea ice acquired by the NASA/JPL airborne polarimetric radar (AIRSAR) are segmented using this technique     

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。