高分三号SAR影像亮度补偿算法研究

发布时间：2020-11-12 08:07

　　 遥感影像亮度补偿是指对有辐射异常的遥感影像进行匀光处理,消除影像亮度不均匀的过程。其中,合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)影像属于遥感影像中的一种。随着我国星载SAR系统的不断发展与进步,其影像数据在国民经济建设及军事侦察中发挥越来越重要的作用。高分三号(GF-3)卫星是我国第一颗分辨率达到1m的C波段多极化SAR卫星。随着高分三号卫星在轨持续稳定运行,海量的SAR影像的数据得到越来越深入的研究。在使用高分三号数据时,都要求SAR影像亮度均衡,对比度适中、色彩一致。然而,由于SAR是一种微波斜距成像雷达,在成像过中会因为雷达极化方式、雷达波长、雷达侧视角度和地物纹理特征等因素会影响到影像成像的质量,使得SAR幅度影像具有较大的动态范围,会出现亮度不均匀、反差不一致的现象,这就需要对影像进行及时处理。亮度补偿是遥感影像处理中的一个重要环节,能够纠正影像亮度不均匀、反差不一致的现象,并同时提升影像质量和目视效果。论文针对高分三号SAR影像在一些地区辐射不均匀的影像,通过分析目前现有的亮度补偿算法的优缺点,提出对应的亮度补偿方法,主要创新点和研究工作如下:(1)通过分析影像辐射不均匀现象的原因,根据数学形态学、SAR成像模型法和直方图映射原理,提出一种亮度补偿模型,按照降噪、亮度补偿、灰度增强的流程对图像进行校正。首先,利用高帽变换降低影像中的亮目标;然后,在此基础上使用SAR成像模型法进一步对影像进行分块亮度补偿;最后,选择无辐射差异、对比度适中的图像作为参考影像,利用直方图映射模型进行影像增强。(2)本文采用亮度均值、标准偏差、信息熵和平均梯度四种评价指标,对试验部分的图像进行质量评价与分析。(3)本文采用了新疆塔克拉玛干沙漠地区有辐射差异的高分三号SAR影像数据,使用本文提出的方法对存在辐射异常的影像数据进行逐步骤试验与评价分析,并与经典的基于MASK原理的亮度补偿算法和Wallis滤波亮度补偿算法的处理结果进行了图像质量评价分析。试验结果表明,经本文提出的亮度补偿方法处理后,图像结果内部的辐射差异小,目视效果良好,图像质量明显提升,为后续应用提供无辐射差异的图像。
【学位单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN957.52
【部分图文】：

ＭＡＳＫ亮度补偿算法通过高斯低通滤波器对原图像进行处理得到??背景图像；然后，原图像减去背景图像得到亮度补偿图像；最后，将补偿图??像进行线性拉伸，得到最终的匀光结果，处理流程如图２－１所示：??＾原始图像低通滤波Ｕ４背景图像??１?．?Ｉ??ｉ?—??相搣运算??Ｖ

ＭＡＳＫ亮度补偿算法通过高斯低通滤波器对原图像进行处理得到??背景图像；然后，原图像减去背景图像得到亮度补偿图像；最后，将补偿图??像进行线性拉伸，得到最终的匀光结果，处理流程如图２－１所示：??＾原始图像低通滤波Ｕ４背景图像??１?．?Ｉ??ｉ?—??相搣运算??Ｖ

反差一致的结果。实际上，传统的Ｗａｌｌｉｓ滤波算法在单幅图像亮??度不均衡的校正方面的效果并不理想，容易出现不同程度的“块效应”?［３９］。??图２－３给出了经典Ｗａｌｌｉｓ滤波算法处理示例。示例图像选用一幅??１０２４ｘ１０２４像素大小存在亮度不均匀的彩色图像。从目视效果上看，原始图像??四周亮度偏低，经过Ｗａｌｌｉｓ滤波算法处理后，虽然图像的四周的亮度提升，??但是块与块之间的界线明显，存在严重的分块效应，且块与块之间的亮度程??度不一致，影响到目视的效果。??１２??
【参考文献】

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本文编号：2880502