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合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种高分辨率的成像雷达,具有全天候、全天时的工作能力,在军事应用和国民经济的各个领域中表现出巨大的潜力和应用前景。由于SAR图像存在着显著的相干斑噪声,减弱了SAR系统对目标的分辨能力,极大地降低了传统的边缘检测、图像分割、目标分类等信息扩展技术的有效性,增加了SAR图像的解译工作的难度,因此必须对相干斑进行抑制。
本文在查阅大量相关文献的基础上,深入研究了SAR图像相干斑噪声的抑制问题,目的是在滤除SAR图像斑点噪声的同时有效保持图像边缘和纹理等细节信息,获得了很好的效果,本文的主要贡献和完成的工作为:
1)阐述了合成孔径雷达的成像原理和图像特性,在此理论基础上论述了SAR图像相干斑的产生机理,并基于SAR图像相干斑的统计特性详细分析了斑滤波算法的数学模型。
2)提出了一种改进的Lee滤波算法。在详细推导传统空域相干斑滤波算法的理论基础上,考虑到Lee滤波通过计算局域的均值和方差得到,只在同质区域成立,在边缘保持方面性能一般,而中值滤波具有边缘自适应特点,比均值滤波具有更好的保护边缘的能力,因此,结合中值滤波和增强Lee滤波,提出了改进的Lee滤波算法,实验结果证明,该算法在滤除噪声的同时,能很好的保持图像的边缘。
3)提出了一种改进的局部自适应小波去噪算法。在深入分析基于小波阈值和贝叶斯估计理论的SAR图像去噪算法的基础上,考虑到空域增强类滤波算法的优点,结合平稳小波变换和MapShrink子带自适应去噪算法,提出了改进的局部自适应小波去噪算法,并给出了具体的算法实现过程和仿真结果。实验结果证明,改进的算法在平滑噪声和边缘保持上能够取得很好的平衡。
4)对真实SAR图像进行滤波处理,结合一系列图像质量评估指标,对上述几种算法的优劣作了全面的分析和比较,最终对这些算法的效果和优缺点作了较为客观的评价。实验结果表明,在滤波效果相当的情况下,改进的方法能够在抑制相干斑噪声的同时很好的保持图像的边缘。
5)本文利用Visual C++编程实现相干斑抑制算法,并将滤波算法模块化,可以在实际应用中方便使用这些滤波算法。