1。3本文主要研究内容及安排

本文主要研究内容:

(1)SAR图像成像原理,相干斑噪声的产生原因及多种去噪方法的简单介绍。

(2)利用Matlab软件对均值滤波、中值滤波、LEE滤波及其增强型滤波、KUAN滤波及其增强型滤波、GAMMA滤波和基于贝叶斯自适应软阈值的小波滤波方法进行编程实现。使用以上滤波方法对含噪图像进行实验处理。

(3)运用Matlab软件对去噪图像进行参数分析对比。 

章节安排:

第一章:主要介绍了合成孔径雷达在生活中的应用和成图原理,成图过程中噪声的产生。

第二章:SAR图像相干斑噪声的多重抑制办法的介绍和优缺点。

第三章:基于各种去噪办法的实验对比与分析。

第四章:论文结论与展望。

2 SAR图像相干斑噪声抑制

2。1 SAR图像成像原理

在真实孔径雷达的理论基础上发展从而得到了合成孔径雷达,通过飞行平台不断的向前运动从而实现了合成孔径[9]。雷达发射信号照射到地表物体后便会返回包含有该地物信息的信号,该信号往往向空中散射开来是以一个呈扇面的方式。这时只能接收到一部分从地物返回而来的信号前提是雷达天线必须是固定的[10]。那么若想要尽可能多的收集从该地物散射到各个方向上的信号从而获得大量的信息,那么雷达就必须是快速移动的,为了获得类似于大孔径天线的探测效果,那么就必须利用可移动的天线,这样就可以将大孔径的天线用小孔径的天线来模拟出来 [11]。这种技术主要分四个部分组成:(1)发射天线;(2)接收天线;(3)用来计算从发出信号至接收到该信号的时钟;(4)用来扫描地表物体的扫描设备[12]。图2-1就是合成孔径雷达对地表上P处的成像原理几何图。论文网

图2-1 SAR成像示意图

假设雷达发射出的信号是连续的正弦波,那么它的信号表达式为:

式(2。1)中,A为幅度,f0为载频。

如果天线在a处,假设天线发出的信号正好可以到达P,这时假如天线移动到b处,P正好位于波束的中心,假如天线移动到c处,波束又正好离开P。那么最终可以发现当天线在a和c的中间时,接收机所接收到的信号为:

在式(2。2)中,U是与P系数相关的参数,R是雷达到P的距离(斜距),c为光速, 是回波相对于发射信号的时间延迟, 是与P自身性质相关的随机相位。解调回波信号,去除载频成分后,回波信号信息为:

从式(2。3)可以看出回波信号的相位信息 是由两个部分构成:

在式(2。4) 中, 是载波的波长。把式(2。4)代入式(2。3)得:       (2。5) 

2。2 SAR的图像特征

SAR生成的图像和光学成像之间存在着相当大且明显的区别。光学图像往往是指部分红外波段和可见光传感器获得到的影像数据[13]。SAR图像则能够反映成像目标的结构特性和电磁散射特性 [14]。SAR图像中所包含的振幅信息远达不到同光学影像的成像水平是由于SAR图像分辨率相对光学图像而言比较低、信噪比也较低,但SAR图像特有的相位信息却是其他传感器无法相比的[15]。光学影像在成像模式方面往往是采用扫帚式扫描或者是中心投影面域成像来获得数据的;而SAR则只能通过信号处理手段和主动成像方式发射和接受面域雷达波来获得数据 [16]。

2。3 SAR图像相干斑噪声特征分析

SAR图像信号在产生、传输和记录的过程中,通常会受到各种各样噪声干扰,产生的噪声可以理解为阻碍人的视觉器官或者系统传感器对于所接收图像源信息进行理解或者分析的各种元素。噪声对于图像的输入、采集和处理的各环节以及输出结果都会产生一定影响,SAR图像的去噪是数字图像处理过程中的重要环节和步骤。去噪的效果好坏直接会影响后续图形处理工作等[17]。               

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