極化雷達(dá)圖像增強理論

內(nèi)容概要

極化合成孔徑雷達(dá)圖像增強是合成孔徑雷達(dá)圖像處理的一個重要方面。由于極化SAR的相干成像特性，其固有的相干斑噪聲嚴(yán)重影響了后續(xù)目標(biāo)檢測、分類和識別等應(yīng)用，因此極化SAR圖像增強主要是進行相干斑抑制?！　”緯鴱臉O化合成孔徑雷達(dá)的基本原理講起，以極化合成孔徑雷達(dá)圖像的相干斑抑制為主要內(nèi)容，分為三大部分：第一部分為第2章，主要講述了極化的概念和極化SAR基礎(chǔ)理論；第二部分為第3章至第4章，包括單極化和多極化SAR圖像的相干斑形成機理、相干斑特性和模型以及相干斑抑制的各種方法討論；第三部分為第5章至第6章，介紹了獨立分量分析（ICA）的原理及在SAR圖像相干斑抑制和在地物分類中的應(yīng)用。本書既包括極化SAR圖像增強的基礎(chǔ)理論和方法，也包括近年來該領(lǐng)域的最新發(fā)展?fàn)顩r。    本書可供雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和科研人員閱讀參考。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  引言　1.2  全極化SAR的發(fā)展及應(yīng)用　1.3  SAR圖像的相干斑抑制技術(shù)　1.4  本書主要內(nèi)容第2章  極化SAR基礎(chǔ)理論　2.1  引言　2.2  極化理論　　2.2.1  極化波概述　　2.2.2  波的極化　　2.2.3  Stokes矢量表示式　　2.2.4  部分極化波　2.3  散射過程的描述　　2.3.1  散射幾何　　2.3.2  散射矩陣的表示　　2.3.3  Mueller矩陣的表示　2.4  散射截面的計算　2.5  極化特征的分析　　2.5.1  部分極化波的接收　　2.5.2  散射機理　　2.5.3  極化特征的分析　2.6  小結(jié)第3章  單極化SAR圖像的相干班抑制　3.1  引言　3.2  相干斑的特性分析　　3.2.1  相干斑形成機理　　3.2.2  相干斑噪聲模型　3.3  空域的相干斑抑制方法　　3.3.1  中值濾波器　　3.3.2  Lee的局部統(tǒng)計濾波器及其改進　　3.3.3  MAP濾波器　3.4  相干斑抑制技術(shù)的性能評估　3.5  小結(jié)第4章  極化SAR圖像的相干班抑制　4.1  引言　4.2  多極化SAR圖像的統(tǒng)計特性　　4.2.1  多極化SAR圖像的相干斑統(tǒng)計特性　　4.2.2  極化域的相干斑噪聲模型　　4.2.3  改進的極化域相干斑噪聲模型　4.3  極化白化濾波及多視極化白化濾波　4.4  最優(yōu)加權(quán)濾波器　4.5  多紋理最大似然估計　4.6  試驗結(jié)果與分析　　4.6.1  C波段四極化通道多視數(shù)據(jù)　　4.6.2  L波段二極化通道（HH、HV）多視數(shù)據(jù)　　4.6.3  用各種算法濾波后的圖像的視覺比較　　4.6.4  試驗結(jié)果分析　4.7  小結(jié)第5章  獨立分量分析制　5.1  引言　5.2  獨立分量分析基礎(chǔ)　　5.2.1  隨機變量的高階統(tǒng)計特性　　5.2.2  信息論基礎(chǔ)　　5.2.3  統(tǒng)計獨立性　5.3  主分量分析　5.4  獨立分量分析　　5.4.1  ICA的模型描述及約束條件　　5.4.2  ICA的預(yù)處理　　5.4.3  ICA的結(jié)構(gòu)　5.5  獨立分量分析算法研究　　5.5.1  獨立分量分析目標(biāo)（對照）函數(shù)　　5.5.2  獨立分量分析優(yōu)化算法　5.6  獨立分量分析的典型應(yīng)用　　5.6.1  語音分離實驗　　5.6.2  圖像分離實驗　5.7  小結(jié)第6章  基于獨立分量分析的SAR圖像相干斑抑制　6.1  引言　6.2   獨立分量分析降低極化SAR圖像相干斑噪聲　6.3  實驗數(shù)據(jù)　6.4  實驗內(nèi)容和實驗結(jié)果分析　　6.4.1  現(xiàn)有一些相干斑抑制方法的實驗　　6.4.2  ICA方法的實驗　　6.4.3  實驗結(jié)果比較分析　6.5  獨立分量分析稀疏編碼（SCS）降低極化SAR 圖像相干斑噪聲　　6.5.1  獨立分量稀疏編碼及去噪原理　　6.5.2  基于ICA-SCS的實驗　6.6  小結(jié)第7章  結(jié)語參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　引言　　極化合成孔徑雷達(dá)（SAR）系統(tǒng)是目前遙感技術(shù)研究與應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域，由于極化合成孔徑雷達(dá)能夠獲得多通道極化圖像的優(yōu)越性，使得極化SAR在采集地表或地面覆蓋物的物理和電磁結(jié)構(gòu)信息的應(yīng)用中起著越來越重要的作用。自從20世紀(jì)80年代中期人們能夠獲取真實的極化SAR數(shù)據(jù)以來，極化SAR數(shù)據(jù)的使用已經(jīng)證明能夠大大改進SAR圖像的質(zhì)量和拓展新的應(yīng)用功能?！　鹘y(tǒng)的單通道單極化SAR僅能獲得地面場景在某一特定極化收發(fā)組合下的目標(biāo)散射特性，所得到的信息是非常有限的。若想對地物的地理和電磁特性作進一步的分析與研究，我們需要了解地物目標(biāo)在不同收發(fā)極化組合下的回波特性，即所謂的雷達(dá)多極化信息。這種能夠獲取地物目標(biāo)極化散射特性的SAR系統(tǒng)稱為多極化SAR系統(tǒng)?！　《鄻O化SAR通過測量地面每個分辨單元內(nèi)的散射回波，進而獲得其極化散射矩陣以及Stokes矩陣。這些極化測量矩陣可以用來完全描述目標(biāo)散射回波的幅度和相位特性。利用極化合成方法，可以由目標(biāo)回波的Stokes矩陣計算出天線在任意收發(fā)極化組合下所接收到的回波功率值。這也就是說，我們只需獲得四種基本極化組合回波，即HH、HV、vV和VH就可以準(zhǔn)確地計算出天線在所有可能的極化狀態(tài)下的接收功率值。總之，多極化SAR通過調(diào)整收發(fā)電磁波的極化方式可以獲得場景目標(biāo)的極化散射矩陣，為更加深入地研究目標(biāo)的散射特性提供了重要的依據(jù)，極大地增強了成像雷達(dá)對目標(biāo)信息的獲取能力?！　∮捎赟AR和極化SAR的相干成像特性，其固有的相干斑噪聲嚴(yán)重影響了后續(xù)目標(biāo)檢測、分類和識別等應(yīng)用，因此相干斑的抑制成為SAR和極化SAR圖像后處理的第一步，這種噪聲的抑制方法一直是極化SAR信號處理領(lǐng)域一個很值得探討的問題。到目前為止，學(xué)者們提出了許多抑制相干斑噪聲的方法，它們在一定程度上抑制了相干斑噪聲，一些算法也考慮到目標(biāo)特征的保持，為相干斑抑制的研究起到了很大的推動作用。

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