SAR图像相干斑抑制及舰船检测方法研究

发布时间：2017-09-12 10:38

  本文关键词：SAR图像相干斑抑制及舰船检测方法研究

  更多相关文章： 合成孔径雷达 图像去噪 舰船检测 块匹配 迭代滤波 恒虚警率

【摘要】：合成孔径雷达(SAR)是一种能够在任何时候、任何天气环境下不间断进行工作的高分辨率雷达,被广泛应用于国民生活和国防军事的各个领域。但是因为其特殊的相干成像机制,成像后的图像中存在大量的相干斑噪声,给后续的目标检测和识别等研究工作带来了严重的影响。因此研究如何有效的去除图像中特有的相干斑噪声是SAR图像应用研究领域中一个不可缺少的内容。我国是一个海洋资源丰富、海域广阔的海洋大国,加强对我国海域中目标的监测能够更好地保障我国的海洋权益,而随着合成孔径雷达在海洋监控中越来越广泛和重要的应用,对SAR图像的舰船检测方法的研究也是一个非常有意义的研究内容。 本文首先对SAR图像的相干成像原理进行了简单的阐述,进一步对SAR图像中特有相干斑噪声的形成原理进行了分析。针对本文的两个研究内容,分别对传统的SAR图像去噪算法和传统的舰船检测算法进行了介绍。基于以上基础理论随后提出了本文的两种算法。本文的主要工作如下： 一种是基于块匹配的迭代滤波SAR图像去噪算法。该方法首先利用图像块之间的相似性进行块匹配,将相似图像块构建成一个三维矩阵。然后,通过相似图像块之间的迭代变换域滤波去除相干斑噪声,将滤波的图像块进行加权平均重构图像得到基本估计去噪结果。最后,对基本估计结果图像执行块匹配,进行经验维纳滤波得到最终的去噪图像。将该算法在真实的SAR图像上与其他算法进行对比实验。实验表明,本文算法不仅能够很好地对合成孔径雷达的相干斑噪声进行抑制,还能够较好的保留图像的细节结构信息。 另一种是基于非局部均值的双参数CFAR舰船检测算法。该方法首先将图像窗口化,将每一个检测滑动窗口分为目标窗口、保护窗口、背景窗口。计算检测窗口与每个图像窗口之间的欧式距离,得到一定数量的相似图像块,利用这些相似图像块对背景窗口中的像素点进行非局部均值操作。利用整幅图像的信息估计局部海杂波背景的双参数,设置虚警率,计算出局部窗口的检测阈值。对目标窗口中的待检测像素点逐个进行二值化操作,得到最终的舰船检测结果。将该算法在真实的SAR图像上与其他算法进行对比实验。实验表明,本文算法不仅在漏检率还是在虚警率上都有着很好地实验结果。
【关键词】：合成孔径雷达 图像去噪 舰船检测 块匹配 迭代滤波 恒虚警率
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 SAR图像去噪技术研究现状11-13
• 1.2.2 SAR图像舰船检测技术研究现状13-14
• 1.3 本文主要工作及内容安排14-16
• 第2章 相关理论基础16-28
• 2.1 SAR成像原理16-17
• 2.2 SAR图像相干斑噪声17-19
• 2.2.1 相干斑噪声形成机理17-18
• 2.2.2 斑点噪声模型以及统计特性18-19
• 2.3 传统SAR图像去噪算法19-23
• 2.3.1 传统的空间域SAR图像去噪算法19-21
• 2.3.2 传统频域SAR图像去噪算法21-22
• 2.3.3 基于非局部思想的SAR图像去噪算法22-23
• 2.4 SAR图像舰船检测算法23-27
• 2.4.1 海杂波的统计特性23-25
• 2.4.2 传统的舰船检测算法25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 基于块匹配的迭代滤波SAR图像去噪方法28-41
• 3.1 三维块匹配去噪算法28-29
• 3.1.1 块匹配思想28-29
• 3.1.2 三维块匹配去噪算法流程29
• 3.2 BM3D引入虚假纹理分析以及改进29-32
• 3.3 块匹配迭代滤波SAR图像去噪算法32-34
• 3.4 实验结果及分析34-40
• 3.4.1 去噪质量评价标准34-35
• 3.4.2 实验结果与分析35-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 基于非局部均值的双参数CFAR舰船检测方法41-60
• 4.1 影响SAR图像舰船检测的因素41-42
• 4.2 参数CFAR舰船检测算法42-44
• 4.2.1 算法思想42-43
• 4.2.2 算法描述43-44
• 4.3 非局部均值双参数CFAR舰船检测算法44-47
• 4.3.1 算法描述44-45
• 4.3.2 算法流程45-47
• 4.4 实验结果及分析47-59
• 4.4.1 预处理的影响47-51
• 4.4.2 实验结果与分析51-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第5章 总结与展望60-63
• 5.1 论文工作总结60-61
• 5.2 后续工作展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 种劲松,朱敏慧;SAR图像舰船及其尾迹检测研究综述[J];电子学报;2003年09期

2 易子麟;尹东;胡安洲;张荣;;基于非局部均值滤波的SAR图像去噪[J];电子与信息学报;2012年04期

3 谢昌志;尹东;孙涛;;基于块匹配的迭代滤波SAR图像去噪[J];光电工程;2015年01期

4 李长军,胡应添,陈学Oz;基于模糊理论的SAR图像海上舰船检测方法研究[J];计算机应用;2005年08期

5 邹焕新,匡纲要,郁文贤,郑键;基于特征空间决策的SAR图像舰船尾迹检测算法[J];系统工程与电子技术;2004年06期

6 陈嘉宇,徐新,孙洪,管鲍;基于多分辨率统计能级的SAR图像点目标检测[J];系统工程与电子技术;2005年02期

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本文编号：836739