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1、河南理工大学本科毕业论文I摘 要合成孔径雷达(SAR)图像的相干斑噪声严重降低了图像的可解译度，影响了后续目标检测、分类和识别等应用。SAR 图像的相干斑噪声是成像过程中出现的原理性缺陷。在过去的二十年里，国内外的诸多学者提出了大量抑制图像相干斑噪声的方法。其中大多数方法是利用一个定义好的滤波器窗口来估计相干斑图像局部噪声方差，然后在局部分别作滤波处理。结果表明这些方法在均匀的区域内能够大大削减相干斑噪声，而在非均匀区域内图像变得模糊或过于平滑而失去细节信息，降低了图像的空间分辨率，图像的解译性因此变差。理想的降噪方法是能在很好地保留边缘和细节信息的前提下抑制相干斑噪声。 本论文的研究内容：（
2、1）首先介绍了 SAR 图像及其噪声的国内外研究动态，然后简述了SAR 图像噪声的形成机理。（2）重点对 SAR 图像斑点噪声的抑制算法进行了研究，对经典斑点噪声抑制算法(卷积滤波中的中值滤波；还有基于统计估计理论的 Lee 滤波算法及其增强算法、Kuan 滤波算法、Frost 滤波算法、小波滤波算法、均值滤波算法等)进行了原理说明。（3）结合实例，将各种算法的处理结果进行了分析和比较，对其效果和优缺点进行了评价。河南理工大学本科毕业论文II关键词：合成孔径雷达；噪声抑制；效果评价河南理工大学本科毕业论文IIIABSTRACTThe presence of speckle noise in t
3、he synthetic aperture radar (SAR)images。severely restricts the appl ication of the coherent imagesSpeckle noise is generated by the coherent processing of radar signalsDuring the past two decades，many speckle reduction techniques have been developed for removing ospeckleAn ideal algorithm should smo
4、oth the speckle without blurred edges and fine detailBut most algorithms cannot satisfy these two demands very wellThis paper the research content:(1) First introduced the SAR and the noise of the image research dynamic, then briefly introduced the formation mechanism of the SAR image noise.(2) Focu
5、s on studying the algorithm of image noise suppression of SAR spots, introduced the principle of the classic spots noise suppression algorithm ( the convolution filter median filtering, and based on the statistical estimation theory of filter algorithm and its enhancement algorithm Lee Kuan, filter
6、algorithm, Frost filter algorithm, wavelet filter algorithm, average filtering algorithm, etc).(3) Combined with an example, all with the result of the algorithm is analyzed and compared, evaluated their effects, advantages and disadvantages.Keywords: SAR; Noise inhibition; Effect evaluation河南理工大学本科
7、毕业论文IV河南理工大学本科毕业论文V目 录1 绪论 .11.1 SAR 图像噪声抑制研究背景及其意义 .11.2 SAR 图像纹斑噪声抑制的研究现状 .21.3 本论文的研究内容 .62 SAR 图像常用去噪方法介绍 .82.1 SAR 图像噪声产生机理 .82.2 传统的 SAR 图像去噪方法 .92.2.1 均值滤波 .92.2.2 中值滤波 .102.3 基于自适应滤波的 SAR 图像去噪方法 .102.3.1 Lee 滤波 .112.3.2 增强 Lee 滤波 .112.3.3 Kuan 滤波 .112.3.4 Frost 滤波 .112.3.5 增强 Frost 滤波器 .122.
8、3.6 Sigma 滤波 .122.3.7 Gamma MAP 滤波 .132.3.8 Bit Erros 滤波 .132.4 其它的 SAR 图像去噪方法 .142.4.1 连续小波变换滤波 .142.4.2 离散小波变换滤波 .153 去噪实现与评价 .163.1 各种去噪方法的实现 .163.1.1SAR 图像数据介绍 .163.1.2 图像的滤波结果 .173.2 图像滤波效果评价 .233.2.1 相干斑噪声滤波算法的评价标准 .233.2.2 不同去噪方法的对比分析 .254 结论展望 .284.1 论文研究内容总结 .284.2 研究展望 .28致谢 .30河南理工大学本科毕业论
9、文VI参考文献 .31河南理工大学本科毕业论文11 绪论1.1 SAR 图像噪声抑制研究背景及其意义合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，简称 SAR)是微波遥感的代表。由于合成孔径雷达工作在微波波段，而大气分子对电磁波的吸收基本上处于可见光红外波段(波长：0.4pm14pm)，所以 SAR 不易受大气的影响，具有全天候的特性。再者，SAR 是主动遥感器，不依靠太阳辐射，可以昼夜工作，即具有全天时的特性。SAR 在地球科学遥感领域具有独特的对地观测优势，有着非常广泛的应用领域。从地形测量到大范围的陆地、海洋信息采集、全球范围的环境监测，从城市土地开发、绿地植被沙漠化的
10、检测到江河湖海水位、浑浊状态测定，地质结构提取等等，特别在热带雨林气候地区及常年多云雾多雨的地区，而在这些地区具有全天时全天候成像能力的合成孔径雷达遥感技术往往具有独到的优势。SAR 图像在海洋冰探测、海洋环境监测、森林类型分类、地质矿产研究、农作物生长监测等方面都获得了广泛应用 。1-3由于 SAR 发射相干电磁波，因此各理想点目标回波是相互干涉的。相干电磁波照射实际目标时，其散射回来的总回波并不完全由地物目标的散射系数决定，而是围绕这些散射系数值有很大的随机起伏，这种起伏在图像上的反应就是相干斑噪声，也就是说，这种起伏将会使具有均匀散射系数目标的 SAR 图像并不具有均匀灰度，而会出现许多
11、斑点。斑点噪声的存在使图像的信噪比下降，明显降低了图像的辐射分辨率，隐藏图像的精细结构。随着科学技术的飞速发展，要求 SAR 提供更高分辨率和更清晰的 SAR图像。由于相干斑严重影响了 SAR 图像的质量，不利于 SAR 图像的解译和各种应用，所以抑制相干斑噪声成为了 SAR 图像处理中的一个重要部分，并且相干斑噪声抑制的好坏将直接影响到对雷达图像定量分析和应用的精度，同时也影响了进一步的图像分割、边缘检测等图像处理效果。随着大量 SAR 图像数据的获得，如何有效地抑制相干斑噪声成为 SAR 图像应用研究的难点和热点。SAR 图像中的斑点噪声往往和信号交织在一起，为获得高质量的 SAR图像，对
12、 SAR 图像去噪的要求是首先必须对相干斑噪声进行有效的抑制，同时还应该保持 SAR 图像的分辨率以及尽可能的保留图像的边缘纹理和点目标等细节特征。不过这两方面好的效果难以兼得，图像平滑过程总是要付出一定的细节模糊代价，而且如果抑制相干斑时平滑不当，会导致图像河南理工大学本科毕业论文2本身的细节如边界轮廓、线条等变得模糊不清，从而使图像降质。因此SAR 图像的相干斑抑制算法一般是在相干斑去除(辐射分辨率)与细节保留(空间分辨率)之间做的折衷，如何综合这两个方面较好效果是 SAR 图像相干斑去噪研究的主要内容。消除 SAR 斑点噪声对 SAR 图象的有效应用有着十分重要的意义，一直是 SAR 成像技术的重要研究课题之一。因此，对 SAR 图像斑点噪声的研究意义重大。 1.2 SAR 图像纹斑噪声抑制的研究现状纹斑以及类似现象的研究最早可以追溯到 19 世纪的物理和工程类
