基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108830799A(43)申请公布日2018.11.16(21)申请号201810413022.9(22)申请日2018.05.03(71)申请人南京邮电大学地址210023江苏省南京市亚东新城区文苑路9号(72)发明人江畅李文梅陈一祥(74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任公司32102代理人牛莉莉(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G01S13/90(2006.01)G01S7/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法(57)摘要本发明涉及一种基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法，通过对极化SAR影像的极化相干矩阵分离为主对角线元素和非对角线元素，应用窗口卷积局部全变差和全局全变差更新主对角线元素，由原非对角线元素和更新后的主对角线元素重构极化相干矩阵，利用相邻像元上的极化相干矩阵比值和更新前后的极化相干矩阵距离，获得须保留极化特征的像元位置。本发明仅对不属于上述像元位置的极化相干矩阵的主对角线元素进行相干斑抑制，解决了现有极化SAR相干斑抑制中不能很好地将极化SAR影像的结构信息和散射特性两者相结合进行相干斑抑制的问题，使得极化SAR的相干斑抑制在结构信息和散射特性两方面都得到保持。CN108830799ACN108830799A权利要求书1/2页1.基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法，其特征在于：对极化SAR影像进行相对极化全变差的相干斑抑制，包括如下步骤：步骤1，对极化SAR影像进行相干斑抑制，对极化SAR数据的极化相干矩阵进行分离，分为主对角线元素和非对角线元素两部分；步骤2，针对主对角线元素进行相干斑抑制，应用窗口卷积全变差和整幅影像全变差更新主对角线元素；步骤3，重构极化相干矩阵，通过计算获得相邻像元间的矩阵比值Ratioi,j和更新前后的极化相干矩阵距离D(k)，计算保留极化特征的行列号：依据和获得行号I＝I1II2(i1∈I1,i2∈I2)和列号J＝J1IJ2(j1∈J1,j2∈J2)；步骤4，计算更新后的主对角线元素的相对全变差。2.根据权利要求1所述的基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法，其特征在于：所述步骤1包括如下步骤：步骤1.1，使用极化SAR处理软件从极化SAR数据中读取获得极化SAR数据的极化相干矩阵；步骤1.2，将极化相干矩阵T表示为：其中，SHH表示H向发射和H向接收的回波数据，SHV表示H向发射和V向接收的回波数据，2SVV表示V向发射和V向接收的回波数据，*表示复共轭转置，和2|SHV|分别表示极化相干矩阵T的T11，T22和T33；步骤1.3，将极化相干矩阵T分离为3个主对角线元素和6个非对角线元素。3.根据权利要求1所述的基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法，其特征在于：所述步骤2包括如下步骤：步骤2.1，计算主对角线元素在水平和垂直方向的一阶导数Lx和Ly，计算权重步骤2.2，计算主对角线元素以[1,round(5σ)]的窗口用高斯低通滤波进行二次卷积运算，令σ＝0.5，对卷积运算后得到的主对角线元素分别求得水平和垂直方向上求一阶导数Dx和Dy，分别计算权重和从而得到水平和垂直方向上的权重Wx＝W1·W2,x和Wy＝W1·W2,y；步骤2.3，计算主对角线元素的初始最小值和最小化方程为其中，u代表T3原主对角线元素；是u的梯度，λ是拉格朗日乘子；2CN108830799A权利要求书2/2页由此得到了更新后的主对角线元素和Dx和Dy分别是窗口内水平垂直方向的全变差，Lx和Ly分别水平和垂直方向的全变差。4.根据权利要求3所述的基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法，其特征在于：所述步骤2.3中，λ是拉格朗日乘子，其最优取值0.002。5.根据权利要求1所述的基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法，其特征在于：所述步骤3包括如下步骤：步骤3.1，利用步骤2中获得的更新后的主对角线元素和非对角线元素重构极化相干矩阵T；步骤3.2，计算相邻像元间的矩阵比值Ratioi,j：其中，T′3,x和T′3,y分别是水平和垂直方向上的一阶导数，conj(·)表示求矩阵的复共轭转置；步骤3.3，计算更新前后的极化相干矩阵距离D(k)：其中，inv(·)表示求逆矩阵，trace(·)表示求矩阵的迹，|·|表示求矩阵对应行列式的值，k表示迭代次数；步骤3.4，求满足和的行号I＝I1II2(i1∈I1,i2∈I2)和列号J＝J1IJ2(j1∈J1,j2∈J2)。6.根据权利要求1所述的基于相对极化全变差的极化SAR影像相干斑抑制方法，其特征在于：所述步骤4包