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基于DCA算法的SAR图像相干斑抑制方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-09 16:18:45

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 谭吉安 | 2022-11-09 16:18:45

本发明提供了基于DCA算法的SAR图像相干斑抑制方法,包括:构建新颖二阶算子;根据新颖二阶算子,构建具有自适应正则项的SAR图像相干斑抑制的非凸变分模型,模型包括一个新颖二阶算子、一个一阶项和一个数据项;将非凸变分模型进行变换,并采用DCA算法的求解,得到求解后的非凸变分模型;输入具有想干斑的SAR图像,利用求解后的非凸变分模型得到抑制相干斑噪音后的结果。本发明基于DCA算法的具有自适应正则项的SAR图像相干斑抑制方法,可以得到很好特征保持和光滑区域恢复的相干斑抑制结果,并且具有非常好的适用性、有效性、稳定性和扩展性。

本发明提出具有自适应正则项的SAR图像相干斑抑制的非凸变分模型。该模型的正则项为一个新颖的二阶项和一个一阶项,数据项为AA数据项。通过自适应的二阶项,可以得到很好特征保持和光滑区域恢复的相干斑抑制结果。

SAR图像是通过搭载在飞机、卫星等移动平台上的传感器来对目标主动发射微波信号进行探测,从而以一定的技术手段接受回波信号进行成像。SAR系统可以全天候、全天时的发射微波信号,从而可以避免黑夜、恶劣天气等诸多外界条件的影响。因此,SAR图像应用场景非常广泛,尤其是对于一些需要时效性、长期定时观测的任务。例如:军事侦察、抢险救灾、地表科学研究等。随着SAR系统成像技术的提升,从而得到的SAR图像的空间分辨率也大幅度的提升,相应的应用场景也变得更加广泛。但是,由于SAR系统本身固有的相干成像的特性,所生成的SAR图像难免存在严重的相干斑噪音。不同于光学传感器产生的加性高斯噪音,相干斑噪音通常被认为是一种乘性噪音,在图像上的表现为像素间具有严重的明暗起伏。由于这种强烈的相干斑噪音,生成的SAR图像上一些非常有价值的信息被严重的丢失。例如,边界、纹理等信息。但是,这些信息对于SAR图像的后续解译工作以及相关应用是极为重要的。因此,对于SRA图像,对其开展相干斑噪声的去除工作是很有价值的。

目前抑制相干斑噪声的方法主要是基于非局部滤波的方法、变分的方法和数据驱动的方法。基于非局部滤波的方法,由于可以非常好的识别细节信息,所以通常可以得到非常好的抑制结果。但是由于其在没有特征的地方也会尝试去识别本该没有的特征,所以会出现一些令人烦恼的人造现象,例如笔刷(PPBit),鬼影(SARBM3D)。基于变分的方法的话,由于其较好的保边能力和更好的恢复均匀区域的效果,大量的研究在此基础上进行了大量的工作。但是也会不可避免地会引入一些人造现象,例如阶梯现象(TV),模糊边(TGV)等。数据驱动的方法,他们都可以非常好的抑制相干斑噪声,但是其结果会非常依赖所选择的训练数据集。正如上所示,以上提及的优秀的相干斑噪声抑制方法都会出现一些人造现象,例如鬼影、笔刷和边界模糊等。

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基于DCA算法具有自适应正则项的SAR图像相干斑抑制方法,可以得到很好特征保持和光滑区域恢复的相干斑抑制结果,并且具有非常好的适用性、有效性、稳定性和扩展性。

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