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首页SAR图像相干斑抑制:一种迭代方向滤波新算法
"抑制SAR图像相干斑的迭代方向滤波算法是一种用于处理合成孔径雷达(SAR)图像的技术,旨在保护图像边缘特征的同时增强对乘性相干斑噪声的抑制效果。该算法由朱磊、水鹏朗和章为川等人提出,结合了高斯-伽马平行窗估计的边缘强度映射(ESM)和方向信息,以自适应地控制各向异性高斯核(AGK),创建具有各向异性支撑区域的局部窗口。通过这种方式,算法能够沿着ESM的方向分布进行滤波。 在算法实施过程中,首先利用SAR图像的多种局部统计参数作为衰减因子,构建与图像区域分布特性相匹配的负指数衰减型加权系数。这些系数随后与具有方向性的局域窗口相结合,形成局域加权的方向滤波器。接着,算法对SAR图像进行迭代方向滤波,有效地抑制相干斑噪声,同时保护图像的边缘不被模糊。 实验结果显示,与现有的其他抑斑算法相比,该迭代方向滤波(IDF)算法在抑制SAR图像相干斑和保护图像边缘方面表现更优。该算法的应用有助于提高SAR图像的视觉质量和后续分析的准确性。" 关键词涉及的技术领域包括合成孔径雷达图像处理、相干斑噪声抑制、迭代方向滤波、边缘强度映射和各向异性高斯核。文章分类号对应于TP751,文献标识码为A,发表在2014年的期刊上,具有较高的学术价值和实用性。
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第 36卷第 1期
2014年 1月
V01.36 No.1
Jan.2014
抑制 SAR 图像相干斑的迭代方向滤波算法
朱 磊 水鹏 朗 章为川
f西安 工程 大学电子信息学院 西安 710048)
f西安电子科技大学雷达信号处理 国家重点实验室 西安 710071)
摘 要 :为保护 SAR 图像边缘特征并有效提高对乘性相干斑 噪声的抑 制性 能,该文提 出一种基 于迭代 方向滤波 的
抑制 图像相干斑新算法 。该算法先借助 高斯一伽马平行窗估计 出的比率边缘 强度 映射 (ESM)与方 向信息 , 自适应 地
控制各向异性高斯核(AGK),生成沿 ESM 方向分布的具有各向异性支撑区域的局域窗。然后将 SAR图像多种局
部统计 参量 联合 作为衰减 因子,形成 与 SAR 图像 区域分 布特 性相适应的负指数衰减型加权系数 ,进而将负指数衰
减 型加 权系数与局域窗带方向的各 向异性支撑区域结合形成局域加权的方 向滤波 。最后对 SAR图像迭代地进行方
向滤波即可实现 带边缘保 护的相干斑抑制。实验结果表明 ,与多种抑斑算法相 比,该文算法在 SAR图像抑斑 与边
缘保护方面均获得了更好的性能。
关键词:合成孔径雷达图像;相干斑;迭代方向滤波(IDF);边缘强度映射(ESM);各向异性高斯核(AGK)
中图分类号:TP751 文献标识码:A 文章编号:1009—5896(2014)01—0220—08
DOI:10.3724/SP.J.1146.2013.00228
SAR Image Despeckling Algorithm Based on Iterative Direction Filtering
Zhu Lei④② Shui Peng—lang② Zhang W ei—chuan①
(Electronics and Information College,Xi’an Polytechnic University,Xi’an 710048,China)
②(Nati0nnj Lab0”。tDry of Radnr Si n01 P7 Dcessin
,
Xidian University,Xi,an 710071,China)
Abstract:In order to preserve the SAR im age edge characteristics and improve the suppression perform ance of
multiplicative speckle noise in SAR image,a new despeckling algorithm based on iterative direction filtering is
proposed.Firstly, the ratio Edge Strength Map (ESM) and direction information are estimated by
Gaussian—Gam ma-shaped bi—windows,and anisotropic support domain along the ESM direction is obtained with
the ESM and direction information to adaptively control the Anisotropic Gaussian Kernel(AGK)in rectangular
local window. Secondly, the decay factor is obtained by combining several local statistics, and the
negative—exponential weighting coefficients are produced by the decay factor and are adaptive to the characteristics
of regional distribution of SAR image.Thirdly,direction filtering is ̄ rm ed by combining the negative—exponential
weighting coefficients and the local window with anisotropic support dom ain and different directions.Finally,
speckle suppression in SAR im age with edge protection can be realized by iterative operation of direction filtering.
The experim ental results show that,com pared with most existing despeckling algorithms,the proposed algorithm
achieves better perform ance in the speckle suppression and image edge preservation.
Key words:Synthetic Aperture Radar(SAR)image;Speckle;Iterative Direction Filtering(IDF);Edge Strength
Map(ESM);Anisotropic Gaussian Kernel(AGK)
1 引言
乘性相干斑噪声是合成孔径雷达(SAR)这类相
干叠加 成 像系 统的必然产物 ,其严 重 降低 了 SAR 图
像 的视觉 质量,极大地 影响了目标识 别 、特 征提 取
等后续 解 译处 理的效 果与性能。因此,抑 制 SAR图
2013—02—27收到,2013—09—24改同
国家自然科学基金(61271295),陕西省教 育厅项目(12JK0357),西
安工程大学博{:科研启动基金(BS1205)*11西安市科技局技术转移促
进一I:程项 同fCXY1349(2))资助课题
通信 作者:朱磊 zhulei791014@163.coin
像 中的相干斑对于改进成像质量,提高后续解译处
理效果都具有十分重要 的意义。目前,SAR图像主
要的抑斑 算法 可分 为 3类【 1:空 域滤 波、偏微分扩 散
滤波与变 换域滤波 。以经 典的 KUAN 滤波 【。],
FROST 滤波 [3]及其 改 进算法|ll4, 】为代 表 的空域滤
波,借 助滑动窗 口估计 出的 图像局 部统计 特性来完
成滤波,具有较好 的抑斑能力且算法简单实时性好,
但噪声 抑制和边缘细节 保护受 窗尺 度设置 影响较大
且常出现部分区域噪声抑制不充分 的问题 。以各 向
异性扩散【。】及其改进算法 为代表 的扩散滤波,利
用图像局部结构信息来控制扩散的方 向与强度,从
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