《SAR图像相干斑抑制技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SAR图像相干斑抑制技术研究（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西北工业大学硕士学位论文SAR图像相干斑抑制技术研究姓名：何科峰申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能控制指导教师：郭雷20040301西北工业大学硕士论文S A R 图像相干斑抑制授术研究A B S T R A C TS y n t h e t i cA p e r t u r eR a d a rw o r km a k i n gu s eo fm i c r o w a v ea n di ti Sc o h e r e n t i m a g i n gs y s t e m S y n t h e t i cA p e r t u r eR a d a ri sl i t t l
2、ea f f e c t e db ya t m o s p h e r i cc o n d it i o n s I ta l s oa l l o w sn i g h ti m a g i n g S oi tp l a y e sam o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l ei n b o t hc i v i la n dm i l i t a r ya r e a s B e c a u s eC O h e r e n ts p e c k l ei nt h eS A Ri m a g e sb a d l ya f f e c t
3、st h ep o s t p r o c e s s i ngo f S A Ri m a g e s ，w h i c hm a k e ss e g m e n t a t i o n ，c l a s s i f i c a t i o na n da c q u i s i t i o no f a n - o t h e ri n f o r m a t i o ni nS A Ri m a g e sc o m p l i c a t e d s p e c k l er e d u c t i o nb e c o m et ot h ef i r s ts t e po f
4、S A Ri m a g e sp o s t p r o c e s s i n g T h er e s e a r c hc o n t e n to f t h i sd i s s e r t a t i o n i sr e d u c t i o no f s p e c l en o i s e T 1 1 eb a s i co b j e c t i v et h a tt h ef i l t e r i n gp r o p o s a 】C a n s o l v et h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e ns p e c
5、k l er e d u c t i o na n di m a g ee d g ec h a r a c t e r i s t i e s p r o t e c t i o n R e g a r d i n gt ot h ea l g o r i t h m so fs p e c k l er e d u c t i o n ，m a n ya l g o r i t h m sh a v e b e e np r e s e n t e da b r o a da n dd o m e s t i c F o re x a m p l e ，t h em u l t i - l
6、 o o k sa v e r a g i n g ，t h ef i l t e r i n go fs p a t i a ld o m a i na n dt h ef i l t e r i n go ff r e q u e n c yd o m a i n T h em a i nc o n t e n to f 血i sd i s s e r t a t i o na r ea sf o l l o w ：l 、T h ea u t h o ra n a l y s e sa n dd e r i v e st h es t a t i s t i c sc h a r a c
7、t e r i s t i co fs p e c k l e ，i n c l u d i n gt h es t a t i s t i c sc h a r a c t e r i s t i c sf o rs p e c k l eo f t h ei n t e n s i t ya n da m p l i t u d ei m a g e si nt h es p a t i a ld o m a i n 2 、n l ea u t h o ra n a l y s e sa n dd e r i v e st h em o r ef a m o u sd e s p e c
8、k l e a l g o r i t h ma n dh a sa l r e a d ym a d eap r o g r a mt oi m p l e m e n tt h e s ea l g o r i t h m s l ”3 、O nt h eb a s eo f t h et r a d i t i o n a ls p a t i a lf i l t e r i n g t h ea u t h o rp r e s e n ta n e wd e s p e c k l ea l g o r i t h m ，t h a tm a k eu s eo f i t e m
9、 t e dp r o c e s s i n ga n d c o r r e l a t e dn e i g h b o u r h o o dm o d e l ，i t e r a t e df i l t e r i n gm e t h o do f t h e S A Ri m a g ec o m b i n i n gt h ec o r r e l a t e dn e i g h b o u r h o o dm o d e lw i t h M a x i m u mAP o s t e r i o r if i l t e r ，F i r s t ，as e r
10、i e so f t e m p l a t e sr e f e c t i n g d i r e c t i o ni n f o r m a t i o na r ee s t a b l i s h e da n de v e r yt e m p l a t ei Sp r e s e n t f o ra 虹n do f n e i g h b o u rs t r u c t u r e T h e no nt h eb a s i so fS A Ri m a g e s s t a t i s t i c a lp r o p e r t y ，t h eM a x i m
11、 u mAP o s t e r i o r ie s t i m a t eo ft h er e a li n t e n s i t yu n d e ro b s e r v a t i o ni m a g ev a l u e si Sg o tb yB a y e sf o r m u l a t i on I nt h ec o u r s e ，m a k ei t e r a t e dp r o c e s s i n gt og e tg o o dr e s u l t ，K e yW o r d s ：S y n t h e t i cA p e r t u r e
12、R a d a r ，c o h e r e n t i m a g i n g ，c o h e r e n ts p e c k l e ， i t e r a t e dp r o c e s s i n g ，c o r r e l a t e dn e i g h b o u r h o o dm o d e l ，B a y e s ，M a x i m u mAP o s t e r i o r il I西北工业大学硕士论文S A R 图像相干斑抑制技术研究第一章绪言1 1 引言雷达在现代的通信，民用及军事领域具有非常重要的作用，而在五十年代发展起来的合成孔径雷达( S y n
13、t h e t i cA p e r t u r eR a d a r ，S A R ) 扩大了雷达的观测范围，成为一个新的发展方向。S A R 是一种高分辨微波系统，作为一种新型的遥感技术，以其特有的优势和对传统的遥感系统的互补，正成为遥感领域的研究重点之一。【一】合成孔径雷达的技术特点1 ) 具有全天候、全天时的工作能力雷达的工作波段为电磁波谱的射频与微波段，波长在1 m 与l m m 之间，相应频率是3 0 D M H z 至1 0 0X1 0 4 M H z 。大气是由许多气体和水蒸气混合而成。其中还含有许多悬浮的颗粒( 微水粒、雾、烟、灰尘等) ，这些颗粒的大小约在5 5 0 0 0
14、 a n 范围内。电磁波在大气中传输因大气的吸收和散射作用，要导致电磁波强度的衰减。大气散射将使入射的电磁波能量在空间重新分配。大气吸收将使入射的电磁波能量转换成大气组成分子的运动。大气对入射的电磁波能量的衰减是散射和吸收的总和。当某种波长的电磁波与大气的分子或原子发生共振时，大气对这种波长的电磁波辐射产生了吸收作用，其吸收的强度以特定的波长为中心变化。在大气成分中，对微波段辐射产生吸收作用的主要成分是氧气和水蒸气。由于吸收作用的强弱，对波长是有选择性的，因此可以通过选择微波波长，以减小大气吸收而引起的衰减。云和雾是液态水滴与冰晶粒子群所组成，它们的直径在l 1 0 0 t i m 左右，比微
15、波波长要小一个量级以上，它们对微波的散射作用显然满足瑞利散射条件。冰云对微波的传输几乎没有影响。冰云仅在波长短于2 c m 时，才有明显的影响。自然降水的粒子主要由水滴、冰粒、雪花和干湿冰雹所组成。它们的直径都在1 0 0 a n 以上，有的雨滴可达几毫米，冰雹则更大，达几个厘米。故自然降水对微波的散射作用和吸收作用相比，一般不能再不考虑，只有当波长为2 c m 左右的量级而雨极大时，这种影响才变得严重。西北工业大学硕士论文S A R 图像相干斑抑制技术研究由上述可知，微波能穿透云雾并在一定程度上也能穿透雨区，具有全天候工作能力。合成孔径雷达是一种主动微波遥感系统。雷达天线发射探测用的微波并接
16、收地物目标的回波，而不依赖于太阳的辐射和地物目标的辐射来成像，因此雷达遥感可以昼夜工作，具有全天时的特点。2 ) 包括多种散射信息微观研究结果表明，可见光的产生来源于物质外层电子的激励。红外线的产生是由于物质的分子振动和晶格振动。微波的产生则是由于物质的分子旋转和反转、电子自转与磁场之间的相互作用而引起。由此说明雷达遥感图像的成像机理与光学遥感图像的成像机理有着本质上的不同。光学遥感图像是地物目标对太阳光反射能量的记录。由于可见光穿透能力较差，基本上不存在体散射( 电磁波经多路径反射后所产生的总的有效散射) ，故光学遥感图像反映地物目标特征的信息比较单一。雷达遥感图像所记录与表达的是地物目标对某种波长、入射角、极化方式的雷达信号的散射回波在一定极化方向上的能量大小。随着雷达系统的工作参数( 如波长、入射角、极化方式) 和地域参数( 如粗糙度、介电常数、线性地物的排列方向等) 的不同，而在雷达图像上产生不同的色调和纹理。同时雷达波具有较强的穿透能力，因而会产生体散射效应。因此，雷达遥感可以获取不同于光学遥感获取的地物目标信息。3
