專利名稱：合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法
技術領域：
本發(fā)明屬于合成孔徑雷達圖像處理技術領域，涉及一種合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法。
背景技術：
合成孔徑雷達借助大量隨機分布 的散射體反射的雷達回波相干疊加成像，從而不可避免地在合成孔徑雷達SAR圖像中產(chǎn)生一種稱為相干斑的乘性噪聲。相干斑噪聲的存在嚴重降低了合成孔徑雷達SAR圖像的視覺質(zhì)量，限制了特征提取、目標識別等后續(xù)解譯處理技術的有效性。因此，相干斑抑制對于改進合成孔徑雷達SAR圖像成像質(zhì)量，提高后續(xù)解譯處理效果都具有重要意義。當前，合成孔徑雷達SAR圖像相干斑抑制方法已形成空域濾波、變換域濾波與偏微分擴散濾波三大類，而合成孔徑雷達SAR圖像抑斑性能的有效評估不僅是評價抑斑算法優(yōu)劣的主要手段，而且也為抑斑合成孔徑雷達SAR圖像的后續(xù)解釋處理提供了必要的先驗信息。在合成孔徑雷達SAR圖像抑斑性能的評價參數(shù)中，反映抑斑程度的等效視數(shù)(theEquivalent Number of Looks, ENL)與衡量邊緣保持能力的邊緣保持指數(shù)(Edge KeepingIndex, EKI)是最重要的兩類指標。但傳統(tǒng)方法在利用ENL與EKI兩類指標評價合成孔徑雷達SAR圖像抑斑性能時，往往采用監(jiān)督評估方法，通過人為選擇幾塊合成孔徑雷達SAR圖像同質(zhì)區(qū)來估計ENL參數(shù)，而通過選擇幾段邊緣區(qū)域來估計EKI參數(shù)。這類方法由于需要人為選擇評估區(qū)域，勢必造成評估結(jié)果主觀性較強且受評估區(qū)域選擇影響大，同時，由于人為選擇大量的評估區(qū)麻煩且不現(xiàn)實，勢必存在評估不全面的問題，而對不同合成孔徑雷達SAR圖像不能進行自適應的自動評估，也為評估工作的實施帶來了不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，實現(xiàn)SAR圖像相干斑抑制性能的全程自適應非監(jiān)督評價，并有效克服傳統(tǒng)方法評估不全面、受區(qū)域選擇影響大的問題，使相干斑抑制性能得到更加客觀穩(wěn)健的全面評估。本發(fā)明所采用的技術方案是，合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，體按照以下步驟實施步驟I、利用各項異性高斯核平行窗通過比率運算生成合成孔徑雷達SAR圖像的邊緣強度映射dge strength map簡稱ESM與方向信息采用帶有Θ方向的各向異性高斯核平行窗按照公式(I)計算各向異性高斯平行窗權重系數(shù)，然后生成合成孔徑雷達SAR圖像的邊緣強度映射ESM與方向信息帶有Θ方向的各向異性高斯核平行窗計算公式如下
權利要求
1.合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施 步驟I、利用各項異性高斯核平行窗通過比率運算生成合成孔徑雷達SAR圖像的邊緣強度映射dge strength map簡稱ESM與方向信息 采用帶有Θ方向的各向異性高斯核平行窗按照公式(I)計算各向異性高斯平行窗權重系數(shù)，然后生成合成孔徑雷達SAR圖像的邊緣強度映射ESM與方向信息 帶有Θ方向的各向異性高斯核平行窗計算公式如下
2.根據(jù)權利要求I所述的合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，其特征在于，所述的步驟I具體按照以下步驟實施 采用帶有Θ方向的各向異性高斯核平行窗，各向異性高斯核平行窗的方向分別方向為θ=0°的各向異性高斯平行窗，方向為0=45°的各向異性高斯平行窗，方向為0=90°的各向異性高斯平行窗，方向為θ=135°的各向異性高斯平行窗； 利用公式(I)生成的各向異性高斯平行窗權重系數(shù)，再將各向異性高斯核平行窗內(nèi)各像素與待估計中心像素的距離作為權重分配的依據(jù)，實現(xiàn)加權平均，即可獲得合成孔徑雷達SAR圖像的邊緣強度映射ESM與方向信息，獲得更好的SAR圖像ESM估計與區(qū)域劃分。
3.根據(jù)權利要求I所述的合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，其特征在于，所述的步驟2具體按照以下步驟實施 1)經(jīng)步驟I獲得合成孔徑雷達SAR圖像的邊緣強度映射ESM與方向信息之后，開始對邊緣強度映射ESM圖像進行多次重復閾值遞減的閾值化處理，即閾值T從最大值I開始遞減，每次減少量為O. 01,直至閾值T為O. 01為止； 2)每次閾值化處理后，統(tǒng)計閾值化處理后的邊緣強度映射ESM圖像中連通像素點集合的個數(shù)，即可獲得不同閾值T下閾值化邊緣強度映射ESM圖像中連通像素點集合個數(shù)曲線，當邊緣強度映射ESM圖像中連通像素點集合個數(shù)曲線由最大值迅速降低直至出現(xiàn)第一次極小值時，此時具有最好的圖像區(qū)域劃分性能，這個極小值就是合成孔徑雷達SAR圖像區(qū)域劃分的閾值T。
4.根據(jù)權利要求I所述的合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，其特征在于，所述的步驟4具體按照以下步驟實施 利用非極小值抑制方法從合成孔徑雷達SAR圖像邊緣區(qū)域提取細化邊緣 1)若Ψ(x,y) > 0，則在Ψ域中以位置(x，y)為中心的3X3窗內(nèi)，沿與θ (x, y)垂直的方向取兩相鄰值Ψ (X1J1)與Ψ (x2, Y2); 2)若設ψ(χ, y) < Ψ (x2, j2)與Ψ (χ, y) < Ψ (X1, Y1)同時成立為條件Ω ,則邊緣抽取可表不為
5.根據(jù)權利要求I所述的合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，其特征在于，所述的步驟5具體按照以下步驟實施 經(jīng)步驟4在合成孔徑雷達SAR圖像區(qū)域劃分基礎上，非邊緣區(qū)域內(nèi)各像素局部ENL估計要通過加窗實現(xiàn)，對像素C (m，η)施加大小為N的窗R，像素C(m，η)的局部ENL估計采用公式(4)計算，窗R相對于整個圖像是局部窗，計算出的是窗R中各元素的平均值，稱為窗內(nèi)局部均值Ε，具體的計算公式如下
6.根據(jù)權利要求I所述的合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，其特征在于，所述的步驟6具體按照以下步驟實施 經(jīng)步驟5獲得的大量局部ENL與EKI估計值，利用統(tǒng)計方法獲得不同抑斑算法下抑斑SAR圖像ENL與EKI參數(shù)的對比分布，進而對這兩類指標進行全面且直觀的總體評估 ENL參數(shù)的統(tǒng)計方式是 1)將各抑斑算法對應的抑斑合成孔徑雷達SAR圖像局部ENL，在分貝單位下，先進行比率運算，具體是利用公式(I)生成的各向異性高斯平行窗權重系數(shù)，計算兩個平行窗內(nèi)的局部均值，然后將這兩個局部均值直接進行比率運算； 2)再按各像素在合成孔徑雷達SAR圖像中的實際位置順序，統(tǒng)計其對比分布； EKI參數(shù)的統(tǒng)計方式是 將各抑斑算法對應的抑斑合成孔徑雷達SAR圖像局部EKI估計值分別利用直方圖統(tǒng)計各像素局部EKI在不同取值區(qū)域的對比分布。
全文摘要
本發(fā)明公開的合成孔徑雷達圖像相干斑噪聲抑制性能的非監(jiān)督評估方法，具體按照以下步驟實施1)利用各項異性高斯核平行窗通過比率運算生成合成孔徑雷達SAR圖像的ESM與方向信息；2)獲得合成孔徑雷達SAR圖像的ESM閾值估計；3)根據(jù)ESM閾值實現(xiàn)合成孔徑雷達SAR圖像邊緣與非邊緣區(qū)域的自動劃分；4)利用非極小值抑制方法從合成孔徑雷達SAR圖像邊緣區(qū)域提取細化邊緣；5)獲得等效視數(shù)ENL估計和局部邊緣保持指數(shù)EKI估計；6)完成SAR圖像基于ENL與EKI參數(shù)的相干斑抑制性能的評估。實現(xiàn)SAR圖像相干斑抑制性能的全程自適應非監(jiān)督評價，并有效克服傳統(tǒng)方法評估不全面、受區(qū)域選擇影響大的問題，使相干斑抑制性能得到更加客觀穩(wěn)健的全面評估。
文檔編號G06T5/00GK102903080SQ20121032766
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權日2012年9月6日
發(fā)明者朱磊, 霍小波, 吳江勇, 李維維 申請人:西安工程大學