基于特征提取的sar图像去斑方法 (1)

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1、第一章绪论合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，简称SAR)是一种新型雷达系统，可以全天候、多极化、多频率、多视角地获取数据，是现代雷达技术的重要发展方向之一，在军事和民用方面得到了广泛的应用。因为SAR发射的波是相干波，这些波互相相干经过与地物的后向散射作用，即衰减了目标回波信号，在SAR图像中成为相干斑。这种斑点噪声严重影响了图像质量，使得目标真实的后向散射特性不一定能反映到SAR图像中来，而SAR图像解译的关键在于充分挖掘利用SAR图像中目标的后向散射特性，因此去除相干斑的预处理是一个不可缺少的过程。1．1SAR图像去斑研究背景及意义遥感技术能够不用直接接触有关

2、目标就能收集目标信息，并能对目标进行判断、分类和识别；具有宏观性强、工作周期短、纪录信息完整、资料积累快等优点，是当前信息领域中一项非常活跃的学科。遥感技术中有一个重要的分支就是微波遥感【l】，微波遥感是主要是利用某种传感器接收由地面的各种地物发射或反射的电磁波信号，通过这些接收的电磁波信号来对地物情况进行识别和分析，获取所需的信息。电磁波与各种媒介之间的相互作用是微波遥感的重要基础之一。合成孔径雷达12](SyntheticApertureRadar，简称SAR)是一种主动式微波遥感器，它的概念于20世纪50年代提出，其中，“合成孔径”的概念是指利用把若干单元的天线在空间合成为一个长孔径

3、天线来改善方位分辨率，通过载体的规则运动131对数据进行存取和处理。由于合成孔径的长度能够远大于真实天线的孔径长度，因此得到的波束宽度能够远小于真实天线的波束宽度，这样就能够使方位分辨率得到极大的提高。合成孔径雷达作为一种有源微波遥感技术，在许多领域中具有红外光或可见光等其它遥感技术所不具备的优势。与光学图像相比，SAR具有全天时、全天候、有穿透性、分辨率高等优点，而且受天气情况影响较小，因此其得以广泛应用于图像匹配制导、航空遥感、航空测量、卫星海洋观测、航天侦烈4J-18J等领域。伴随着遥感技术的蓬勃发展，SAR在军事应用和国民经济的各个领域中都表现出了巨大潜力，因而，越来越多的受到各国

4、的重视，各国纷纷投入力量进行技术研究，使这一领域的发展非常迅速，竞争也非常的激烈。但是，由于SAR图像的成像系统的分辨单元的尺寸一般为其信号波长的几十倍，分辨单元内有往往存在很多复杂的散射体和散射中心，而SAR图像的分辨单元的回波是由所有分布在其中的散射中心的回波矢量叠加构成的，而且每个散射回波的相位散射目标的特性和它们与传感器的距离及有关，这会导致接收信号的强度会围绕着散射系数值随机起伏，使地物目标的散射系数不能完2基于特征提取的SAR图像去斑全决定接收信号的强度，在SAR图像中具有均匀散射系数的同质区域会呈现出不均匀的灰度，这种现象就叫做相干斑。相干斑对SAR图像的目标识别和特征提取造

5、成不利影响，因此平滑噪声并抑制噪声SAR预处理中一个不可缺少的过程。1．2SAR图像去斑技术研究发展现状1．2．1SAR图像去斑的分类从SAR图像问世以来，相干斑的存在一直困扰着许多研究工作者。由于SAR的成像机理不同于光学成像，且所成的图像具有多样性，至今对相干斑并没有一种有效的滤波方法。早期SAR图像相干斑抑制主要采用成像前处理方法，即多视处理技术，当将SAR图像在距离向或者方位向上分割为N个独立的部分时，将其称为N视处理技术。在N视处理技术中，由SAR图像分割得到的每一个独立部分都用来产生分辨率较低的单视图像，然后把这N个独立部分产生的单视图像的对应像素进行非相干地叠加之后再进行平均

6、即得到处理结果。采用N视处理技术可以将噪声方差降低N倍，但同时也会导致图像分辨率减少N倍。多视处理是在成像处理中进行的，其具有降低成像处理的数据率的优点，但同时具有系统分辨率损失的缺点。随着对分辨率的需求的发展，多视处理技术已经不能够满足研究对于SAR图像较高空间分辨率的要求。近年来，许多学者提出了各种对成像后的SAR图像进行相干斑抑制的方法，总的来说可分为两类：空域滤波方法和变换域滤波方法。1．2．2SAR图像空域滤波方法随着数字图像处理技术的发展，国际上出现了一些空域滤波方法，并被用于星载SAR图像的斑点抑制。空域滤波技术中，一类是没有利用SAR图像斑点噪声统计特性的滤波方法，如中值滤

7、波【9J、均值滤波19J等，中值滤波是基于排序统计理论的一种非线性信号处理技术，它的基本原理是用数字图像中某一点一个邻域中各点像素值的中值来代替该点的像素值，而均值滤波则是计算该点邻域内所有像素的平均值来代替原来的中心点的像素值。对比两种滤波方法，中值滤波能够得到更完整的边缘细节保留。中值滤波和均值滤波的优点是去噪实现过程简单且易于理解，同时有一定的去除斑点噪声的效果。但此类滤波器都不同程度的对图像产生了过平滑作用，使图