CN105785363A - 一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于图像增强技术领域，具体涉及一种极化合成孔径雷达影像的span增强方法。本发明包括以下步骤：设定四个不同收发极化通道的强度图像和均值；设定与四个极化通道图像对应的权重系数；设定一个大于1的实数p，通过对各个极化通道图像开方运算使得相干斑噪声的幅度更接近于恒数值1；对各个极化通道图像开方运算结果对应像素数值求均值，形成一幅单一的雷达图像，结果记为A；应用实数p对图像A逐点求幂值，结果记为B；求图像B的均值，表示为<B>；求四个极化通道强度图像对应像素的和，形成图像C；求图像C的均值，表示为<C>；令图像B乘以常数

Description

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法

技术领域

本发明属于图像增强技术领域，具体涉及一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法。

背景技术

一般单通道单极化合成孔径雷达图像仅能获得目标场景的某一特定极化收发组合下的目标散射特性，多极化合成孔径雷达可以获得目标场景的多种极化组合图像，极大增强了合成孔径雷达对目标信息的获取能力。

雷达图像的相干斑是图像像素中多个散射点子回波相干合成的结果，是合成孔径雷达系统的固有特征，相干斑噪声是一种均值为1的乘性噪声。相干斑噪声的存在造成雷达图像质量的下降，影响后续雷达图像分析的应用。

现有雷达图像span增强方法是通过简单的将各个极化通道的强度图像进行直接非相干相加实现的，具有一定的物理意义，但是相干斑噪声的消除有限，其增强结果作为雷达图像极化分析处理的一个重要约束条件，影响极化分析结果的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，该方法能够提高图像的质量和极化分析结果的精度。

本发明采用了如下技术方案：

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，包括以下步骤：

步骤(1)、设定全极化合成孔径雷达图像四个不同收发极化通道的强度图像和均值；

步骤(2)、设定与四个极化通道图像对应的权重系数；

步骤(3)、设定一个大于1的实数p，通过对各个极化通道图像开方运算使得相干斑噪声的幅度更接近于恒数值1；

步骤(4)、对上述步骤(3)中各个极化通道图像开方运算结果对应像素数值求均值，形成一幅单一的雷达图像，结果记为A；

步骤(5)、应用实数p对步骤(4)中图像A逐点求幂值，结果记为B；

步骤(6)、求步骤(5)中图像B的均值，表示为<B>；

步骤(7)、求四个极化通道强度图像对应像素的和，形成图像C；

步骤(8)、求步骤(7)中图像C的均值，表示为<C>；

步骤(9)、令步骤(5)中图像B乘以常数结果图像记为R。

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，所述步骤(1)中全极化合成孔径雷达图像四个不同收发极化通道的强度图像分别为：I_hh、I_hv、I_vh和I_vv，各极化通道强度图像的均值分别表达为：<I_hh>、<I_hv>、<I_vh>和<I_vv>。

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，所述步骤(2)中四个极化通道图像对应的权重系数分别记为：w_hh、w_hv、w_hv和w_vv，设定其中一个权重系数为1，选定hh通道极化的权重系数为1，即w_hh值等于1，则w_hv值等于w_vh值等于w_vv值等于

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，所述步骤(3)，先将步骤(1)中四个极化通道的强度图像I_hh、I_hv、I_vh、I_vv分别与步骤(2)中的权重系数w_hh、w_hv、w_hv、w_vv相乘，然后用该实数p对相乘后数据进行开方运算，开方运算结果表示为：和

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，所述步骤(4)中A的表达式为： $A=\frac{\sqrt[p]{w_{\mathrm{hh}}\&CenterDot;I_{\mathrm{hh}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{hv}}\&CenterDot;I_{\mathrm{hv}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{vh}}\&CenterDot;I_{\mathrm{vh}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{vv}}\&CenterDot;I_{\mathrm{vv}}}}{4}.$

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，所述步骤(5)中B的表达式为：B＝A^p。

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，所述步骤(7)中B的表达式为：C＝I_hh+I_hv+I_vh+I_vv。

一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，所述步骤(9)中R的表达式为： $R=B\&CenterDot;\frac{<C>}{<B>}.$

本发明的有益效果是：本发明的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，基于乘性噪声模型，通过改变雷达图像的相干斑噪声空间分布特性，能够进一步抑制了图像的相干斑的噪声，不仅提高了图像的质量，也提高了极化分析结果的精度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法作进一步说明。

本发明所提供的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，包括以下步骤：

步骤(1)、设定全极化合成孔径雷达图像四个不同收发极化通道的强度图像分别为：I_hh、I_hv、I_vh和I_vv，各极化通道强度图像的均值分别表达为：<I_hh>、<I_hv>、<I_vh>和<I_vv>；

步骤(2)、设定与四个极化通道图像对应的权重系数，分别记为：w_hh、w_hv、w_hv和w_vv，设定其中一个权重系数为1，选定hh通道极化的权重系数为1，即w_hh值等于1，则w_hv值等于w_vh值等于w_vv值等于

步骤(3)、设定一个大于1的实数p，先将上述步骤(1)中四个极化通道的强度图像I_hh、I_hv、I_vh、I_vv分别与上述步骤(2)中的权重系数w_hh、w_hv、w_hv、w_vv相乘，然后用该实数p对相乘后数据进行开方运算，开方运算结果表示为：和通过运算使得相干斑噪声的幅度更接近于恒数值1；

步骤(4)、对上述步骤(3)中各个极化通道图像开方运算结果 对应像素数值求均值，形成一幅单一的雷达图像，记为：A，则 $A=\frac{\sqrt[p]{w_{\mathrm{hh}}\&CenterDot;I_{\mathrm{hh}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{hv}}\&CenterDot;I_{\mathrm{hv}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{vh}}\&CenterDot;I_{\mathrm{vh}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{vv}}\&CenterDot;I_{\mathrm{vv}}}}{4};$

步骤(5)、应用实数p对步骤(4)中图像A逐点求幂值，结果记为B，则B＝A^p；

步骤(6)、求步骤(5)中图像B的均值，表示为<B>；

步骤(7)、求四个极化通道强度图像对应像素的和，形成图像C，则C＝I_hh+I_hv+I_vh+I_vv；

步骤(8)、求步骤(7)中图像C的均值，表示为<C>；

步骤(9)、令步骤(5)中图像B乘以常数结果图像记为R，R即为新的span方法增强处理的结果，图像像素数值表达了对应目标对雷达不同收发回波的总和。

上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (8)

1.一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)、设定全极化合成孔径雷达图像四个不同收发极化通道的强度图像和均值；

步骤(2)、设定与四个极化通道图像对应的权重系数；

步骤(3)、设定一个大于1的实数p，通过对各个极化通道图像开方运算使得相干斑噪声的幅度更接近于恒数值1；

步骤(4)、对上述步骤(3)中各个极化通道图像开方运算结果对应像素数值求均值，形成一幅单一的雷达图像，结果记为A；

步骤(5)、应用实数p对步骤(4)中图像A逐点求幂值，结果记为B；

步骤(6)、求步骤(5)中图像B的均值，表示为〈B〉；

步骤(7)、求四个极化通道强度图像对应像素的和，形成图像C；

步骤(8)、求步骤(7)中图像C的均值，表示为〈C〉；

步骤(9)、令步骤(5)中图像B乘以常数结果图像记为R。

2.根据权利要求1所述的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，其特征在于：所述步骤(1)中全极化合成孔径雷达图像四个不同收发极化通道的强度图像分别为：I_hh、I_hv、I_vh和I_vv，各极化通道强度图像的均值分别表达为：〈I_hh〉、〈I_hv〉、〈I_vh〉和〈I_vv〉。

3.根据权利要求1所述的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，其特征在于：所述步骤(2)中四个极化通道图像对应的权重系数分别记为：w_hh、w_hv、w_hv和w_vv，设定其中一个权重系数为1，选定hh通道极化的权重系数为1，即w_hh值等于1，则w_hv值等于w_vh值等于w_vv值等于

4.根据权利要求1至3的任一条所述的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，其特征在于：所述步骤(3)，先将步骤(1)中四个极化通道的强度图像I_hh、I_hv、I_vh、I_vv分别与步骤(2)中的权重系数w_hh、w_hv、w_hv、w_vv相乘，然后用该实数p对相乘后数据进行开方运算，开方运算结果表示为： $\sqrt[p]{w_{\mathrm{hv}}\&CenterDot;I_{\mathrm{hv}}},\sqrt[p]{w_{\mathrm{vh}}\&CenterDot;I_{\mathrm{vh}}}$ 和 $\sqrt[p]{w_{\mathrm{vv}}\&CenterDot;I_{\mathrm{vv}}}.$

5.根据权利要求1所述的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，其特征在于：所述步骤(4)中A的表达式为： $A=\frac{\sqrt[p]{w_{\mathrm{hh}}\&CenterDot;I_{\mathrm{hh}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{hv}}\&CenterDot;I_{\mathrm{hv}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{vh}}\&CenterDot;I_{\mathrm{vh}}}+\sqrt[p]{w_{\mathrm{vv}}\&CenterDot;I_{\mathrm{vv}}}}{4}.$

6.根据权利要求1所述的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，其特征在于：所述步骤(5)中B的表达式为：B＝A^p。

7.根据权利要求1所述的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，其特征在于：所述步骤(7)中B的表达式为：C＝I_hh+I_hv+I_vh+I_vv。

8.根据权利要求1所述的一种极化合成孔径雷达图像的span增强方法，其特征在于：所述步骤(9)中R的表达式为：