sar图像斑点噪声抑制方法与应用研究-read

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1、SAR图像斑点噪声抑制方法与应用研究杨红磊1彭军还1（1．中国地质大学（北京）土地科学技术学院，北京100083）摘要合成孔径雷达图像固有的相干斑噪声严重降低了图像的可解译程度,影响了后续目标检测、分类和识别等应用。一个理想的去斑算法应该在平滑的同时保持图像的边缘等细节不受损失,目前存在各种各样的算法,但没有一种方法能够完美的满足这一要求。本文对SAR图像的相干斑抑制问题进行了全面系统的研究,总结了目前存在的相干斑抑制算法的主要思路,介绍了具有代表性的算法,给出了去斑算法定量评估方法。关键词:SAR;斑点噪声;小波变

2、换ResearchonMethodandApplicationofSpeckleNoiseReductionofSARImageYANGHong-lei1PENGJun-huan1(1．SchoolofLandScienceandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083)AbstractSpeckle,appearinginsyntheticapertureradar(SAR)imagesasgranularnoise,isgeneratedbythe

3、coherentprocessingofradarsignals.Itseverelyaffectstheimagequalities.Toalleviatedeleteriouseffectsofspeckle,variouswayshavebeendevisedtosuppressionit.Anidealalgorithmshouldsmooththespecklewithoutblurringedgesandfinedetail.Butmostalgorithmscannotsatisfythesetwode

4、mandsverygood.Thispaperinvestigatestheproblemofspecklesuppressioncomprehensivelyandthoroughly.Itdescribesthegeneralapproachesofspecklereductionfiltering,discussesseveralwell-knownspecklereductionfilter,comparesthealgorithmsqualitatively.Tocomparespecklesmoothin

5、galgorithmquantitatively,asetofperformancecriteriaisestablished.Keyword:SAR;specklenoise;wavelettransform1引　言合成孔径雷达是一种主动的微波成像遥感雷达，由于它具有全天候、全天时、大面积、远距离获取实时高分辨率图像数据的能力，已成为空间对地观测系统的主要探测手段和技术，在军事和民用领域里得到了广泛的应用[1]。SAR图像是地物目标散射信号经相干处理后得到的，对于分布目标，可能存在着大量的斑点噪声，这对后续工作如边

6、缘检测、图像分割①、地物分类、目标检测与识别等造成一定的影响。所以，抑制斑点噪声，重构图像的雷达截面积RCS(RadarCrossSection)[2]，是对SAR图像进行解译和应用的基础工作。目前斑点噪声的抑制技术主要可以分为2大类，即成像之前的多视处理技术和成像后的滤波技术.前者用多视平均的方法，以空间分辨率降低N倍为代价提高N/2倍的信噪比；后者可分为空间滤波技术和频域滤波技术2个分支，空间滤波技术通常采用统计学方法利用局部统计信息估计去除斑点噪声后的数据；频域方法主要利用小波变换域滤波，处理方法是将图像进行小

7、波变换，对变换后的小波系数进行门限化处理，然后进行小波逆变换得到去噪图像。本文分析比较了抑制SAR图像斑点噪声的几种经典算法，并用实验数据验证了不同滤波算法对斑点噪声的抑制效果。2斑点噪声的数学表达在1976年Arsenault和April就证明相干斑噪声是乘性独立同分布的，可表示为[3]：（1）其中，表示观测值，表示理想的、不受噪声影响的图像，表示相干斑噪声。从式（1）可以看出，去斑就是从受斑块噪声影响的观测值中忠实恢复理想图像。3斑点噪声滤波方法分析3.1Lee滤波方法及其增强算法Lee滤波器基于完全发育的斑点乘

8、性噪声模型，假定先验均值和方差可由局域的均值和方差得到。Lee滤波器（Lee，1983）可表示为[4]：(2)其中，是去斑后的图像值，即式(1)中的的估计值，是去斑窗口均值，是权重函数：（3）和分别是斑块和图像的标准差系数：(4)其中，、分别是斑块的标准差和均值，是图像的标准差。Lee滤波器是假设斑点噪声是乘性的且完全发育，但在图像中不少区域里