基于Curvelet变换的SAR图像相干斑抑制

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1、摘要摘要随着合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)的发展，其应用越来越广泛，但是由于SAR图像在成像时，其散射回波具有相干作用，使得SAR图像具有相干斑噪声，并被定义为“乘性”噪声。这种相干斑噪声严重影响了SAR图像的质量，降低了其空间分辨率，因此，为了有效的理解和解译SAR图像，必须对其进行相干斑抑制，同时要有效的保持图像的边缘等细节信息。然而由于SAR图像成像时地物目标的复杂性，使得SAR图像不具有明确的模型，传统的图像去噪方法难以有效的抑制SAR图像的相干斑噪声，而多尺度几何分析的出现，为SAR图像的相干斑抑

2、制提供了方法。本文利用多尺度几何分析工具叫uⅣelet，它具有尺度、空间位置和尺度三个参数，使得它有很强的方向性和和各向异性，能够最优的稀疏表示具有曲线和直线边缘的目标。根据这些特性，论文主要进行了以下三个方面的工作。1)分析了SAR图像进行Curvelet变换后的系数统计特性，利用两个零均值的混合高斯函数对每一层的系数进行拟合，在此基础上用贝叶斯收缩因子对系数进行收缩，重构图像后，用均值滤波和非线性各向异性扩散方法克服了Curvelet本身不足带来的划痕效应以及点目标丢失的缺点。2)针对Curvelet系数在各个子带中系数的聚集特性，设计了一

3、个基于局部特性的系数收缩因子。由于Curvelet不能有效的处理图像中的点目标，引入了具有一维奇异性的平稳小波，利用小波层问系数的相关性，有效的处理了边缘上的点目标，最后利用差值缩减的方法得到图像中的点目标。3)改善了Donoho等人提出的Curvelet域硬阈值方法对Curvelet系数的不连续处理，设计了一个连续的阈值函数，并且通过对最高层Curvelet系数的两次不同处理，两次重构的方法有效的保持了图像的弱纹理信息，并利用复扩散的方法对图像进行了均值补偿。实验结果表明，以上方法均能在有效抑制SAR图像斑点噪声的同时，也能有效的保持图像的边

4、缘等细节信息。本文工作得到国家自然科学基金项目(No．60672126，60673097，60702062，60971128)、国家高技术研究发展计划(863)(2007AAl22136)、国家重点基础研究发展规戈0(973)(2006CB705707)资助。关键词：Curvelet变换SAR图像相干斑抑制AbstractWiththedevelopmentoftheSyntheticApertureRadar(SAR)，it’Swidelyusedinmanydomains，however,theSARimagescontainspeckle

5、becauseofthecoherenceeffectsbetweenthebacksca：tteredsignalswhenimaging，thespecklenoisecalltypicallybemodeledasmultiplicative．ThespecklereducestheimagequalityandthespatialresolutionofSARimage．InordertounderstandandinterprettheSARimage，it’Snecessarytodespecklebutke印thedetailsa

6、tthesametime．ThecomplexityofthescattertargetsmaketheSARimagedoesn’thaveanaccuratemodel，SOthetraditionaldenoisingmethodsdon’tworkeffectivelywhendespeckle．However,theappearanceofmultiscalegeometricanalysisprovidesanewwaytodespeckleeffectively．Inthispaper,oneofthemultiscalegeom

7、etricanalysistools，curveletisusedtodespeckletheSARimage．Curveletisamultiscaletransform、析mframeelementsindexedbyscale，locationandorientationparameters，theframescanrepresentedgesandothersingularitiesalongcurvesefficiently．Basedonthis，threenewdespecklingmethodsareproposed，thema

8、ininnovativepointsareasfollows：1Thestatisticalcharacteristicsofcurveletcoe伍