保持散射和結(jié)構(gòu)特征的極化SAR圖像降斑算法研究.pdf

1、極化合成孔徑雷達(dá)（PolarimetricSynthetic Aperture Radar，PolSAR）通過(guò)不同的天線收發(fā)組合形式獲取反映目標(biāo)散射特性的極化散射矩陣，從而比傳統(tǒng)的單極化合成孔徑雷達(dá)得到更為豐富的地物信息。其應(yīng)用前景也得到更大的擴(kuò)展，已在軍事、農(nóng)業(yè)、水利等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮著重要的作用。
　　極化SAR的相干成像機(jī)理導(dǎo)致圖像中產(chǎn)生相干斑噪聲，嚴(yán)重影響了SAR圖像質(zhì)量，干擾了后期的解譯工作，因此相干斑抑制是極

2、化SAR圖像應(yīng)用前的關(guān)鍵預(yù)處理工作。而在進(jìn)行極化SAR圖像的相干斑抑制時(shí)，目標(biāo)的極化特性和結(jié)構(gòu)需要最大程度的保持，本文即針對(duì)保持極化散射特性和結(jié)構(gòu)特征研究降斑算法。
　　首先分析了經(jīng)典的Lee基于散射模型降斑算法，在此基礎(chǔ)上給出了基于多級(jí)分類(lèi)的極化SAR斑點(diǎn)抑制算法。該方法利用極化分解、分類(lèi)的思想對(duì)極化SAR圖像按散射特性進(jìn)行h/q初分類(lèi)，克服了散射回波的隨機(jī)性及Freeman分解非旋轉(zhuǎn)不變的局限性，并根據(jù)最小距離準(zhǔn)則、聚合的層次

3、聚類(lèi)方法進(jìn)行無(wú)監(jiān)督分類(lèi)。然后通過(guò)結(jié)構(gòu)檢測(cè)對(duì)像素結(jié)構(gòu)類(lèi)型分類(lèi)，最后按最小均方誤差準(zhǔn)則（MMSE）加權(quán)濾波。采用美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（NASA/JPL）的AIRSAR系統(tǒng)在Half moon bay地區(qū)采集的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該算法不僅斑點(diǎn)抑制效果好、而且還有效地保持了極化特性和圖像的紋理特征。由于該算法運(yùn)算量稍大，本文又給出利用相干矩陣對(duì)角線元素分類(lèi)的方法，對(duì)像素劃分初始大類(lèi)后再采取多級(jí)分類(lèi)算法抑制相干斑。該算法在繼承了多級(jí)

4、分類(lèi)降斑算法降斑效果好、保持散射和結(jié)構(gòu)特征好優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，降低了運(yùn)算量。
　　另外，在散射矩陣相似性基礎(chǔ)上，本文給出了一種通過(guò)相干矩陣矢量化計(jì)算相干矩陣之間相似系數(shù)的簡(jiǎn)單有效方法并考察了相關(guān)性質(zhì)，據(jù)此給出一種基于相干矩陣相似性的降斑新算法。該算法首先采用去取向理論對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)算每個(gè)像素與其鄰域內(nèi)其他像素相干矩陣之間的相似系數(shù)，之后在圖像中選擇幾塊均勻程度不同的區(qū)域計(jì)算閾值矢量，最后按閾值矢量劃定的相似度級(jí)別判斷像素結(jié)構(gòu)類(lèi)型、