專(zhuān)利名稱(chēng)：基于相似塊的sar圖像預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于同質(zhì)相似塊的SAR圖像預(yù)處理方法，可用于SAR圖像應(yīng)用前的預(yù)處理。
背景技術(shù)：
合成孔徑雷達(dá)SAR所成的圖像具有全天候、全天時(shí)、高分辨率和強(qiáng)大的穿透能力等特點(diǎn)，因此，這種圖像被廣泛的應(yīng)用到目標(biāo)識(shí)別、變換檢測(cè)和水面監(jiān)視等領(lǐng)域。然而，SAR圖像易被乘性噪聲所腐蝕，這種噪聲來(lái)自后向散射雷達(dá)反射的連續(xù)干擾，這種斑點(diǎn)噪聲毀壞了 SAR圖像輻射測(cè)量的分辨率，同時(shí)影響到背景分析的性能和理解任務(wù)。隨著SAR圖像在軍事和民用方面得到廣泛應(yīng)用，SAR圖像處理成為SAR技術(shù)的又一個(gè)研究重點(diǎn)。SAR圖像中包含了大量由于成像界面上散射點(diǎn)的相干回波隨機(jī)干涉而造成的相干斑，這些斑點(diǎn)噪聲會(huì)極大降低圖像分割、邊緣檢測(cè)、特征提取、目標(biāo)識(shí)別和其它信息處理技術(shù)的有效性，使得SAR圖像處理不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。因此，對(duì)SAR圖像的處理前的預(yù)處理是一個(gè)不可缺少的過(guò)程。預(yù)處理的目的就是在抑制圖像噪聲的同時(shí)保留圖像的特征信息，像圖像紋理，邊緣和點(diǎn)狀目標(biāo)等。這和圖像的去噪有很大的差別，去噪是要盡可能的去除噪聲，這樣就會(huì)過(guò)平滑圖像的紋理，圖像結(jié)構(gòu)信息如邊緣、線(xiàn)性體、點(diǎn)等目標(biāo)會(huì)在一定程度上被模糊或?yàn)V除，不利于后續(xù)圖像的處理。目前常用的SAR圖像預(yù)處理方法主要有兩種:1)3X3塊均值方法；2) 3 X 3MMSE方法。3 X 3塊均值方法得到的預(yù)處理圖像有較好的同質(zhì)區(qū)域平滑能力，但是強(qiáng)反射點(diǎn)目標(biāo)的亮度被嚴(yán)重壓縮，而且邊緣也被很大程度上模糊；3X3MMSE方法能較好的保持同質(zhì)區(qū)域平滑能力，同樣會(huì)壓縮強(qiáng)反射點(diǎn)目標(biāo)的亮度，圖像的紋理細(xì)節(jié)變的模糊，不利于后續(xù)處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出了一種基于同質(zhì)相似塊的SAR圖像預(yù)處理方法，以使處理后的圖像能夠很好的保持同質(zhì)區(qū)域的平滑能力，同時(shí)保護(hù)圖像的強(qiáng)反射點(diǎn)目標(biāo)和圖像紋理結(jié)構(gòu)信息，利于圖像的后續(xù)處理。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)關(guān)鍵是在用塊計(jì)算相似性的時(shí)候，對(duì)圖像塊旋轉(zhuǎn)，使相似塊的相似性計(jì)算更準(zhǔn)確；同時(shí)在同質(zhì)相似塊的基礎(chǔ)上引進(jìn)了比值分布概率，其技術(shù)方案包括如下步驟:(I)對(duì)于輸入大小為(m，n)的L視SAR圖像V，計(jì)算出所有像素點(diǎn)的方差系數(shù)CV，得到方差系數(shù)矩陣K ；(2)設(shè)定方差系數(shù)分類(lèi)閾值! ，對(duì)輸入的SAR圖像V進(jìn)行分類(lèi)，如果圖像V中的像素點(diǎn)Xu在方差系數(shù)矩陣K中的方差系數(shù)小于閾值Ict，則執(zhí)行步驟(3)，否則執(zhí)行步驟(4)；(3)將以該像素點(diǎn)Xi,」為中心的3 X 3塊內(nèi)像素的均值作為該像素點(diǎn)預(yù)處理后的像
素值；
(4)對(duì)像素點(diǎn)xi;」的8鄰域像素點(diǎn)X1, 1=1，2，…，8，取以像素點(diǎn)X1為中心的3X3塊V1,對(duì)塊V1采取旋轉(zhuǎn)操作,使以像素點(diǎn)Xi，j為中心的3X3塊和以像素點(diǎn)X1為中心的3X3 V1中同質(zhì)的區(qū)域處在相同的位置，把V1旋轉(zhuǎn)后的塊記為^ ；(5)計(jì)算像素點(diǎn)Xi,」與其8鄰域像素點(diǎn)X1, 1=1，2，...，8基于塊比值概率的相似性距離:5a)取像素點(diǎn)'」為中心的3X3塊Viij,由步驟(4)得到其鄰域像素點(diǎn)X1,1=1，2，...，8翻轉(zhuǎn)后的的3X3塊？,；5b)計(jì)算上述兩個(gè)像素塊Vi,」和A的比值:
權(quán)利要求
1.一種基于相似塊的SAR圖像預(yù)處理方法，包括如下步驟: (1)對(duì)于輸入大小為(m，n)的L視SAR圖像V，計(jì)算出所有像素點(diǎn)的方差系數(shù)CV，得到方差系數(shù)矩陣K ； (2)設(shè)定方差系數(shù)分類(lèi)閾值Ict，對(duì)輸入的SAR圖像V進(jìn)行分類(lèi)，如果圖像V中的像素點(diǎn)Xu在方差系數(shù)矩陣K中的方差系數(shù)小于閾值Τ ，則執(zhí)行步驟(3)，否則執(zhí)行步驟(4); (3)將以該像素點(diǎn)Xu為中心的3X3塊內(nèi)像素的均值作為該像素點(diǎn)預(yù)處理后的像素值； (4)對(duì)像素點(diǎn)Xi,」的8鄰域像素點(diǎn)X1,1=1，2，…，8，取以像素點(diǎn)X1為中心的3X3塊V1,對(duì)塊V1采取旋轉(zhuǎn)操作，使以像素點(diǎn)Xi,」為中心的3X3塊和以像素點(diǎn)X1為中心的3X3塊V1中同質(zhì)的區(qū)域處在相同的位置，把V1旋轉(zhuǎn)后的塊記為； (5)計(jì)算像素點(diǎn)Xi，」與其8鄰域像素點(diǎn)X1,1=1，2，…，8基于塊比值概率的相似性距離: 5a)取像素點(diǎn)為中心的3X3塊Vi，」，由步驟(4)得到其鄰域像素點(diǎn)X1,1=1，2，…，8翻轉(zhuǎn)后的的3X3塊Ψ,; 5b)計(jì)算上述兩個(gè)像素塊Vi」和？,的比值Rk:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于相似塊的SAR圖像預(yù)處理方法，其中步驟(I)中所述的計(jì)算出所有像素點(diǎn)的方差系數(shù)CV，得到方差系數(shù)矩陣K，按如下步驟進(jìn)行: la)像素點(diǎn)Xi,j，i e [l，m]，j e [I, η]處的方差系數(shù)CVi,」的計(jì)算公式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于相似塊的SAR圖像預(yù)處理方法，其中步驟(2)中所述的設(shè)定方差系數(shù)分類(lèi)閾值Τ ，閾值Tct按如下公式計(jì)算: 2a)若輸入的是L視幅度SAR圖像，閾值Tct由以下公式計(jì)算:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于相似塊的SAR圖像預(yù)處理方法，其中步驟(5c)中所述利用比值分布概率公式計(jì)算出像素點(diǎn)Xi的比值出現(xiàn)的概率P (ri，k)，分兩種情況進(jìn)行計(jì)算: 如果輸入的SAR圖像V是幅度圖像，其概率P(I^k)由以下比值分布概率公式計(jì)算:
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于相似塊的SAR圖像預(yù)處理方法，主要克服現(xiàn)有方法不能保持圖像紋理細(xì)節(jié)和壓縮強(qiáng)反射點(diǎn)目標(biāo)的問(wèn)題。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程是(1)對(duì)輸入的SAR圖像，并計(jì)算圖像的方差系數(shù)矩陣；(2)利用方差系數(shù)，將圖像像素點(diǎn)分為平滑區(qū)域和紋理細(xì)節(jié)區(qū)域；(3)對(duì)平滑區(qū)域采用均值濾波得到處理后的像素值；(4)對(duì)紋理細(xì)節(jié)區(qū)域，采用旋轉(zhuǎn)操作；(5)依據(jù)比值概率分布得到相似性度量公式，并計(jì)算待處理點(diǎn)與其8鄰域像素點(diǎn)的相似性；(6)取待處理點(diǎn)和與它最相似的3個(gè)點(diǎn)的均值作為該像素點(diǎn)的灰度值。(7)計(jì)算出所有像素點(diǎn)的恢復(fù)值，得到預(yù)處理圖像。本發(fā)明在抑制噪聲的同時(shí)能夠更好的保護(hù)圖像的紋理和結(jié)構(gòu)信息，能很好的保持強(qiáng)反射點(diǎn)目標(biāo)，可用于圖像應(yīng)用前的預(yù)處理。
文檔編號(hào)G06T5/00GK103077499SQ20131000810
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者鐘樺, 焦李成, 于艷青, 馬晶晶, 馬文萍, 侯彪, 黃捷, 張小華 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)