一种基于像素差值编码度量不确定SAR图像相似性的新方法

在SAR图像目标识别、图像匹配等应用中,定义合理可靠的相似度尤为重要。该文在分析现有SAR图像相似度基础上,提出一种基于像素差值编码的相似度准则。首先将SAR图像按照相邻像素灰度差异生成编码图像,然后以编码图像之间的一致性作为相似度。该文从理论上证明了该相似度对SAR图像中相干斑噪声、部分遮挡和模糊等因素的鲁棒性和适应性,还讨论了将该准则应用于SAR图像匹配时,如何针对不确定性,给出一定置信水平下所有合理的匹配位置。理论和实验结果表明该文提出的相似度准则对SAR图像上相干斑噪声、部分遮挡以及模糊不敏感,能有效应用于不确定SAR图像的匹配。     

一种基于局部梯度比率特征度量SAR图像相似性的新方法

本文针对SAR图像相干斑噪声和图像局部梯度特性,提出一种基于局部梯度比率特征的相似度准则.首先提取SAR图像各个像素的梯度比率特征,进而构建局部梯度比率特征直方图LGRPH,并进一步分析多尺度LGRPH,最后通过计算多尺度LGRPH的K-L距离定义相似度.基于SAR仿真和实测图像的实验结果表明,本文提出的相似度准则对SAR图像上相干斑噪声和局部梯度变化不敏感,能有效应用于SAR图像的目标识别.     

一种基于局部梯度比率特征度量SAR图像相似性的新方法

本文针对SAR图像相干斑噪声和图像局部梯度特性,提出一种基于局部梯度比率特征的相似度准则.首先提取SAR图像各个像素的梯度比率特征,进而构建局部梯度比率特征直方图LGRPH,并进一步分析多尺度LGRPH,最后通过计算多尺度LGRPH的K-L距离定义相似度.基于SAR仿真和实测图像的实验结果表明,本文提出的相似度准则对SAR图像上相干斑噪声和局部梯度变化不敏感,能有效应用于SAR图像的目标识别.     

欺骗目标仿真SAR图像可信度评估方法

针对宽带合成孔径雷达欺骗干扰图像源生成及其效果评估问题,对典型目标进行三维建模和电磁散射特征计算,利用二维成像算法构建了欺骗目标仿真SAR图像的预估模板库,在此基础上,利用图像质量和相似度对欺骗图像进行可信度评估,提出了基于散射强点旋转相关和纹理特征匹配的图像相似度评估指标,建立了仿真SAR图像可信度评估指标体系和综合评价模型,通过仿真实验对模型的有效性进行了验证。     

一种利用方位角信息基于峰值匹配的SAR图像目标分类方法

本文研究了基于峰值匹配的SAR图像目标分类问题,给出了一种利用方位角信息基于峰值匹配的SAR图像目标分类方法.该方法先对输入待分类SAR图像进行目标峰值提取,再基于提取的峰值进行目标方位角估计,然后根据该估计及其置信区间由模板SAR图像数据库检索出方位角位于该估计及该估计+180°置信区间内的所有SAR图像,并分别提取其峰值,这样即可通过寻找待分类SAR图像与由模板库检索的模板SAR图像目标峰值间的最佳匹配,实现目标分类.和不利用方位角信息的目标分类方法相比,本文方法显然具有更高的计算效率.另外,如何快速有效的确定待分类SAR图像与每一幅模板SAR图像目标峰值间的对应关系,计算其匹配度,是基于峰值匹配SAR目标分类中的另一个关键问题,针对该问题,本文提出了一种基于匹配代价函数表搜索的SAR图像目标峰值对应关系确定方法,该方法能在得到较好分类性能的同时,有效提高分类效率.实测MSTAR SAR图像数据的分类结果验证了本文方法的有效性.     

类似虹膜轮廓曲线分割的SAR雷达成像技术

合成孔径雷达(SAR)成像是跟踪探测机动目标的基础,传统的SAR雷达成像基础采用数据融合和图像配准的雷达成像方案,在获得具有相似测度的边缘轮廓特征时成像效果较好,当运动目标边缘为断裂的非相似度特征时,无法准确对快速运动目标成像.引入虹膜边缘轮廓曲线分割技术,提出一种基于虹膜边缘函数计算和区域灰度轮廓曲线分割的SAR雷达成像技术.构建合成孔径雷达回波模型,得到虹膜轮廓曲线分割的边缘函数的演化方程,实现SAR雷达准确成像.对4类高速飞行目标进行SAR成像仿真,结果表明采用该算法能避免因距离色散和多普勒时变出现的成像散焦,边缘轮廓特征能全面提取,成像分辨高.在雷达目标识别等领域具有较好的应用性.     

基于圆迹SAR的建筑物轮廓信息提取

利用圆迹SAR 对目标的全方位观测的特点,该文提出一种基于圆迹 SAR 数据的建筑物轮廓信息提取以及所处地面的高度估计的方法。首先,通过雷达立体测量的方法粗估计出目标建筑物所处地面的海拔高度。然后,以该高度为基准上下一定范围内划分多个成像平面层,在各个成像平面上对建筑物进行圆迹SAR成像。最后,在圆迹SAR图像中选择建筑物二次反射亮线构成封闭线框的一副图像,从该幅图像中提取建筑物在水平面的轮廓信息,同时将该图像对应的成像平面高度确定为目标建筑物所在地面的高度。P波段机载圆迹SAR实测数据验证了该方法的有效性。     

基于统计特征的GAC模型SAR图像分割

提出了一种基于统计特征定义边缘检测算子的测地活动轮廓（GAC）模型，并用于SAR图像分割中。首先，根据图像上每个点四个不同方向邻域统计特征的异同，计算边缘检测算子，得到GAC模型的能量泛函。其次，最小化能量泛函，得到曲线演化偏微分方程，水平集方法数值求解，最终完成SAR图像的分割。实验表明，与传统依赖图像梯度定义检测算子的GAC方法相比，文中的方法完全适用于SAR图像分割，不需要噪声的预处理过程，拓展了GAC模型的应用范围，提高了目标的正确识别率。     

基于图上随机游走过程的SAR图像图谱分割方法

基于图上的随机游走过程,提出了一种新的合成孔径雷达(SAR)图像图谱分割方法。首先根据SAR图像的统计性质,构造了适合于SAR图像的相似度度量函数;然后在正交谱分解和矩阵逼近理论的基础上,建立了SAR图像图谱分割方法中分类数目的确定准则。最后实现了基于谱聚类的SAR图像分割,并通过实验证明了所提方法的有效性和应用潜力。     

基于深度信念网络的属性散射中心匹配及在SAR图像目标识别中的应用

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）图像目标识别是SAR图像解译的重要应用。为提高SAR目标识别的稳健性，本文提出基于深度信念网络（Deep Belief Network,DBN）的属性散射中心匹配方法。属性散射中心参数特征丰富，能够很好地反映目标的局部散射特性。DBN发挥深度学习优势，可以实现测试样本与模板样本散射中心集的稳健匹配，并且能够较好地适应噪声干扰、部分缺失等情形。在构建的属性散射中心匹配关系的基础上，定义相似度度量准则。基于最大相似度的原则确定测试样本所属类别。实验依托MSTAR数据集开展，经验证，所提方法对于SAR目标识别问题具有良好的有效性和稳健性。     

基于自适应Bilateral滤波的SAR图像相干斑抑制

SAR图像的相干斑抑制一直是SAR图像预处理的关键步骤。Bilateral滤波器是一类可以同时利用像素间的空间相似性与灰度相似性进行图像去噪的算法。针对直接用Bilateral滤波器进行相干斑抑制时存在空间方差系数选择困难及灰度相似性模型不合理的问题,该文提出一种自适应Bilateral滤波算法,该算法根据图像的局域变差系数自动调整空间方差系数,利用SAR图像的似然概率函数代替高斯函数来进行灰度相似性度量。理论分析及实验表明,提出方法较相关算法有更强的噪声平滑能力和更好的细节保持能力。     

一种海洋涡旋SAR图像仿真方法

海洋涡旋对海洋热循环起着关键作用,是海洋科学研究中的一个重要分支。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)为海洋涡旋的观测和研究提供了大量的图像数据,但是涡旋在SAR成像时会受到各种海洋环境因素的影响,难以解译涡旋SAR图像特征。仿真SAR图像可以用于研究涡旋的特征,但是目前极少有关于涡旋SAR图像仿真方法的研究。为了更好地解译SAR图像中的涡旋特征,该文提出了一种涡旋SAR图像仿真方法。首先,基于流体力学中典型的Burgers-Rott涡旋模型,建立涡旋2维表面流场;然后,利用SAR海洋成像仿真模型,仿真给定涡旋2维流场、海面风场以及雷达系统参数下的涡旋SAR图像。该文针对气旋式涡旋与反气旋式涡旋进行了仿真实验,并建立了仿真涡旋SAR图像的相似度评价标准。实验结果表明,仿真的涡旋SAR图像与真实星载涡旋SAR图像能够较好地吻合,验证了方法的有效性。      

SAR图像多尺度配准的小波域最小割模型方法

 针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)图像提出了一种基于小波域改进最小割(Improved Minimum Cut,简称IMC)模型的多尺度配准方法.该方法首先将小波分解后的高频信息与SAR图像的特性相结合,用以指导在低频子图像中基于IMC模型的图像分割,从而获得两幅图像中完整的区域轮廓特征,然后通过融合开闭轮廓的信息,分别利用统计直方图和Hausdorff距离获取配准参数并对之细化,最后通过逐层校正参数完成多尺度的配准.实验结果表明,该方法能避免斑点噪声对轮廓提取和匹配的影响,能够实现具有平移、尺度和旋转变化的亚像素级精度的SAR图像配准.     

基于表征转换机的SAR图像目标分割方法

针对SAR(Synthetic Aperture Radar)图像中的目标分割问题,由于目标与杂波空间模式(像素强度和分布)不同,通过分析图像空间模式的方式可达到分辨目标和杂波并分割目标的目的。该文基于表征转换机理论提出一种有效的SAR图像目标分割方法,该算法分析SAR图像中的空间模式,计算其与参考杂波图像的相似程度,最后将与参考杂波相似程度较高的部分消除以达到分割目标的目的,并在衡量相似度部分使用基于累积直方图的自动阈值选取办法。仿真和实测数据的实验验证了此算法的有效性。      

SAR image despeckling using heavy-tailed Burr distribution

Multiplicative speckle noise diminishes the radiometric resolution of the synthetic aperture radar (SAR) images and all the coherent images. Speckle removal adds an extra value to an automated SAR image interpretation and analysis. In this paper, dual-tree complex wavelet-transform-based Bayesian method is proposed for despeckling the SAR images. In each subband, the reflectance and noise of the logarithmically transformed wavelet coefficients are modeled using heavy-tailed Burr and zero-mean Gaussian distributions. The closed-form expression for the shape parameter of Burr distribution is derived by employing the Mellin transform. The resultant complex-free quadratic maximum a posteriori solution with suitable shrinkage function yields despeckled SAR images. Extensive experiments are carried out using real SAR images as well as simulated images. The proposed method performs well in terms of equivalent number of looks with 3.5751 dB improvement in homogeneous region1 of Pipe river SAR image, edge preservation with 0.6158 improvement, peak signal to noise ratio of 51.3305 dB, and mean structural similarity index measure of 0.9397 at 0.05 noise variance for synthetically speckled image in comparison to the existing methods and takes averagely 2.3461 times less computing time. The proposed method provides a computationally efficient better speckle reduction in homogeneous regions while still preserving the edge.     

基于显著轮廓特征的SAR图像轮廓匹配新方法

在以星载SAR图像作为基准图、机载/弹载SAR图像作为实时图的匹配导航和精确制导研究中,传统基于点特征的匹配方法存在特征点数目过多, 误匹配率较高,容易受噪声及灰度变化影响等问题。该文提出一种基于显著轮廓特征的SAR图像“由粗到精”的匹配新方法。该方法在对SAR图像进行预处理的基础上,采用改进的模糊C均值聚类(FCM)的图像分割方法来提取闭合轮廓特征;采用归一化轮廓中心距离描述符进行双向匹配,获得强鲁棒性的粗匹配轮廓对;在粗匹配轮廓上采用改进的局部二值模式(LBP)算子得到精匹配结果。试验结果表明,该方法在图像旋转、空间变化以及噪声干扰较大的情况下,具有精确性高、鲁棒性强的优势,适宜遥感SAR图像匹配。     

A refined gamma MAP SAR speckle filter with improved geometricaladaptivity

A modified version of the refined gamma maximum-a-posteriori (RGMAP) speckle filter, which is found in the literature, is presented. The traditional RGMAP speckle filter first defects contours belonging to step edges and thin linear structures, then applies the RGMAP filter to local statistics extracted from rectangular masks that do not cross image contours. The proposed modified RGMAP (MRGMAP) filter first exploits local operators belonging to the odd-symmetric filter category employed by RGMAP to detect image segments, then it computes local statistics over areas that are not necessarily rectangular, but are subsets of the image segments having any possible shape. Therefore, MRGMAP enhances the RGMAP ability in exploiting shape adaptive windowing near image contours, where speckle is not fully developed. The MRGMAP computation time is estimated to be of the same magnitude of that of the original RGMAP, the latter depending on the number of filter categories being employed. The qualitative and quantitative results of the MRGMAP filter applied to real SAR images are satisfactory as the filter seems to be effective in speckle removal whereas it retains edge sharpness and subtle details. However, tests on simulated SAR images must still be performed in order to provide definitive evidence supporting MRGMAP effectiveness. Since MRGMAP typically removes image structures featuring a constant reflectivity gradient, this filter is not particularly suitable for image enhancement in human photo-interpretation. MRGMAP can be rather employed as a preprocessing module in a computer-based SAR image classification procedure based on segment mean value analysis     

基于边缘特征的SAR图像与光学图像的匹配

提出了一种新的基于边缘特征的合成孔径雷达(SAR)图像与光学图像相匹配的算法，可用于无人飞行器的导航。首先针对SAR图像低信噪比的特定情况，提出了一种简单实用的线状特征提取方法。而后在提取边缘的基础上，采用改进的具有强抗干扰能力和容错能力的Hausdorff距离作为相似性准则进行图像匹配。在搜索策略上．采用遗传算法来加快搜索的速度。实验结果表明，这种算法匹配精度高，计算速度快。