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一種全極化合成孔徑雷達(dá)圖像斑點噪聲濾波方法與流程

文檔序號:12174731閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種全極化合成孔徑雷達(dá)圖像的斑點噪聲的濾波方法,所述方法包括:

步驟1)獲得全極化合成孔徑雷達(dá)圖像每個點的自相關(guān)矩陣T;

步驟2)為圖像設(shè)置一個滑動窗;

步驟3)分別計算圖像中心點和滑動窗內(nèi)其它點的極化散射相似性參數(shù)和功率相似性參數(shù);

步驟4)分別確定兩個參數(shù)對應(yīng)的閾值α1和α2;從滑動窗內(nèi)選擇同時滿足極化散射相似性參數(shù)r1大于閾值α1和功率相似性參數(shù)r2大于閾值α2的點;

步驟5)基于步驟4)選出的點,使用最小均方誤差濾波器濾波,得到濾波后的中心點的自相關(guān)矩陣

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全極化合成孔徑雷達(dá)圖像的斑點噪聲的濾波方法,其特征在于,如果原始數(shù)據(jù)為散射矩陣S的形式,則獲取自相關(guān)矩陣T的過程為:

S表示為:

<mrow> <mi>S</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>H</mi> </mrow> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>V</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>V</mi> <mi>H</mi> </mrow> </msub> </mtd> <mtd> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>V</mi> <mi>V</mi> </mrow> </msub> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>

其中,下標(biāo)HV表示使用豎直極化發(fā)射電磁波并使用水平極化接收電磁波,下標(biāo)HH表示使用水平極化發(fā)射電磁波并使用水平極化接收電磁波,下標(biāo)VH表示使用水平極化發(fā)射電磁波并使用豎直極化接收電磁波,下標(biāo)VV表示使用豎直極化發(fā)射電磁波并使用豎直極化接收電磁波;

Pauli基下的散射矢量kp定義為:

<mrow> <msub> <mi>k</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msqrt> <mn>2</mn> </msqrt> </mfrac> <msup> <mrow> <mo>&lsqb;</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>H</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>V</mi> <mi>V</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>H</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>v</mi> <mi>v</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>V</mi> </mrow> </msub> <mo>&rsqb;</mo> </mrow> <mi>t</mi> </msup> </mrow>

其中,上標(biāo)t表示矩陣轉(zhuǎn)置;由散射矢量kP可以得到自相關(guān)矩陣T:

<mrow> <mi>T</mi> <mo>=</mo> <mo>&lt;</mo> <msub> <mi>k</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>&CenterDot;</mo> <msubsup> <mi>k</mi> <mi>p</mi> <mrow> <mo>*</mo> <mi>t</mi> </mrow> </msubsup> <mo>&gt;</mo> </mrow>

其中,<·>表示進(jìn)行時間平均和空間平均,上標(biāo)*表示取復(fù)共軛。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全極化合成孔徑雷達(dá)圖像的斑點噪聲的濾波方法,其特征在于,所述滑動窗為7×7的正方形滑動窗。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全極化合成孔徑雷達(dá)圖像的斑點噪聲的濾波方法,其特征在于,所述步驟3)的具體過程為:

設(shè)中心點的自相關(guān)矩陣為T0,窗內(nèi)第i個點的自相關(guān)矩陣為Ti;則中心點與第i個點的極化散射相似性參數(shù)r1表示為:

<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>|</mo> <mo>&lt;</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&gt;</mo> <mo>|</mo> </mrow> <mrow> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>|</mo> <msub> <mo>|</mo> <mi>F</mi> </msub> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>|</mo> <msub> <mo>|</mo> <mi>F</mi> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>

其中,||·||F表示Frobenius范數(shù);

中心點與窗內(nèi)第i個點的功率相似性參數(shù)r2表示為:

<mrow> <msub> <mi>r</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>2</mn> <mrow> <msub> <mi>P</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>P</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>

其中,P0表示中心點的散射功率,Pi表示第i個點的散射功率;散射功率等于自相關(guān)矩陣T的跡。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全極化合成孔徑雷達(dá)圖像的斑點噪聲的濾波方法,其特征在于,所述步驟5)的具體過程為:

對于滑動窗的中心點的自相關(guān)矩陣T0,進(jìn)行最小均方誤差濾波,表示為:

<mrow> <mover> <mi>T</mi> <mo>^</mo> </mover> <mo>=</mo> <mover> <mi>T</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>+</mo> <mi>b</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>-</mo> <mover> <mi>T</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,表示濾波后的中心點的自相關(guān)矩陣;表示所選點的自相關(guān)矩陣的均值,b為濾波權(quán)重;b由下式計算得到:

<mrow> <mi>b</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>V</mi> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>V</mi> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>z</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> <mi>V</mi> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>V</mi> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>z</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msup> <mover> <mi>z</mi> <mo>&OverBar;</mo> </mover> <mn>2</mn> </msup> <msubsup> <mi>&eta;</mi> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>&eta;</mi> <mi>v</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> </mrow>

其中,和Var(z)是所選點的功率的均值和方差,ηv是噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差;ηv是圖像視數(shù)N的函數(shù),且

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