基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法、裝置和計算機(jī)存儲介質(zhì)，其特征在于，所述方法包括：對基于SAR圖像的多角度圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理至少包括統(tǒng)一量化處理和補(bǔ)邊處理；以所述多角度圖像中一副作為基礎(chǔ)圖像進(jìn)行非局部均值濾波處理，得到參考圖像；將所述參考圖像與未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，得到該圖像的重建圖像；以重建圖像作為新的參考圖像繼續(xù)對未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，直至達(dá)到預(yù)設(shè)條件或者全部多角度圖像處理完畢結(jié)束迭代，并將最終得到的重構(gòu)圖像作為目標(biāo)地區(qū)的觀測圖像。本發(fā)明專利技術(shù)能夠有效提升圖像的輻射分辨率，同時較好的保留圖像中的細(xì)節(jié)信息。

A Method and Device for Improving Radiation Resolution of SAR Images Based on Multi-Angle Images

The present invention relates to a method, device and computer storage medium for improving the radiation resolution of SAR images based on multi-angle images. The features of the method include: preprocessing multi-angle images based on SAR images, the preprocessing includes at least unified quantization processing and edge-filling processing; non-local mean filtering using one of the multi-angle images as a basic image. The reference image is obtained by wave processing; the reconstructed image is obtained by combining the reference image with the unprocessed multi-angle image through joint non-local mean filtering; the unprocessed multi-angle image is processed by joint non-local mean filtering with the reconstructed image as a new reference image until the preset condition is reached or all multi-angle image processing is completed. The reconstructed image is used as the observation image of the target area. The invention can effectively improve the radiation resolution of the image, while better retaining the details of the image.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法及裝置
本專利技術(shù)涉及圖像處理
，尤其涉及一種基于多角度圖像的SAR(SyntheticApertureRadar)圖像輻射分辨率提升方法、裝置及計算機(jī)存儲介質(zhì)。
技術(shù)介紹
如今，合成孔徑雷達(dá)因其全天候、全天時、高精度和范圍廣等優(yōu)良特性已成為對地觀測的重要手段之一，并被廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。在SAR圖像中，輻射分辨率反映了其區(qū)分目標(biāo)間后向散射系數(shù)的能力，并用于衡量圖像灰度分辨率。圖像輻射分辨率的高低會在一定程度上對圖像后續(xù)的邊緣檢測、分割和識別等應(yīng)用產(chǎn)生影響。因此，如何提升SAR圖像的輻射分辨率是SAR圖像處理過程中重要的一環(huán)。SAR圖像中斑點噪聲的強(qiáng)度直接決定了輻射分辨率的大小，斑點噪聲抑制算法的效果越好，意味著噪聲抑制后圖像的輻射分辨率越高。目前，斑點噪聲的抑制方法主要可以分為兩類：1、成像前的多視處理技術(shù)第一類方法在成像之前進(jìn)行，稱為多視處理技術(shù)。通過降低處理器帶寬形成多視子圖像，然后對多視子圖像進(jìn)行非相干疊加來降低相干斑噪聲。但是多視處理中圖像輻射分辨率的提高是以犧牲空間分辨率為代價的。2、成像后的濾波技術(shù)在成像之后，針對圖像進(jìn)行處理。該方法又可以分為兩類：第一類是基于斑點噪聲統(tǒng)計特性的空域濾波算法，在圖像上取一個滑動窗，以窗內(nèi)像素作為輸入，基于局部統(tǒng)計特性進(jìn)行濾波處理，經(jīng)典的算法有Lee算法，Kuan算法，F(xiàn)rost算法等。另一類是給予多分辨分析的算法，例如基于小波變換的閾值法，通過取閾值的方法來抑制被噪聲干擾的小波系數(shù)。但此類方法的處理結(jié)果都需要在噪聲抑制和邊緣保留兩者之間進(jìn)行妥協(xié)。在保證圖像細(xì)節(jié)信息可識別的前提下，此類方法的輻射分辨率提升效果往往也是有限的。目前，這兩種技術(shù)都相對比較成熟，然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，SAR圖像的應(yīng)用范圍較過去更加廣泛，這往往對于SAR圖像的輻射分辨率有著更高的要求。因此，在不損失圖像空間分辨率和圖像細(xì)節(jié)信息的前提下，如何進(jìn)一步提升圖像的輻射分辨率是一個亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的至少一部分技術(shù)問題，提供了一種基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法、裝置及計算機(jī)存儲介質(zhì)，基于多角度觀測的序貫圖像利用改進(jìn)的非局部均值算法提升SAR圖像分辨率。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)第一方面，提供了一種基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法，所述方法包括：對基于SAR圖像多角度圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理至少包括統(tǒng)一量化處理和補(bǔ)邊處理；以所述多角度圖像中一副作為基礎(chǔ)圖像進(jìn)行非局部均值濾波處理，得到參考圖像；將所述參考圖像與未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，得到該圖像的重建圖像；以重建圖像作為新的參考圖像繼續(xù)對未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，直至達(dá)到預(yù)設(shè)條件或者全部多角度圖像處理完畢結(jié)束迭代，并將最終得到的重構(gòu)圖像作為目標(biāo)地區(qū)的觀測圖像。可選地，所述聯(lián)合非局部均值濾波處理包括以下步驟：對于未處理的多角度圖像中的目標(biāo)像素點i，以目標(biāo)像素點i為中心確定搜索區(qū)域，分別計算未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域所有像素點的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的第一歐氏距離，以及分別計算參考圖像中搜索區(qū)域所有像素點的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的第二歐氏距離；基于所述第一歐氏距離和第二歐氏距離，分別計算未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域所有像素點在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第一權(quán)值，以及分別計算參考圖像中搜索區(qū)域所有像素點在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第二權(quán)值；基于所述第一權(quán)值和第二權(quán)值對搜索區(qū)域所有像素點的像素值進(jìn)行歸一化的加權(quán)疊加，得到目標(biāo)像素點i的重建值；將目標(biāo)像素點i移動至未處理的多角度圖像的下一個待處理點，重復(fù)上述處理直至全圖計算完畢，得到重建圖像作為新的參考圖像。可選地，所述基于所述第一權(quán)值和第二權(quán)值對搜索區(qū)域所有像素點的像素值進(jìn)行歸一化的加權(quán)疊加，包括以下步驟：通過以下公式計算目標(biāo)像素點i的重建值其中，w1(i,j)為未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域像素點j在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第一權(quán)值，w2(i,j)為參考圖像中搜索區(qū)域像素點j在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第二權(quán)值；f2(j)為未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域像素點j的像素值，為參考圖像中搜索區(qū)域像素點j的像素值，Ω1,Ω2分別是所述未處理的多角度圖像和參考圖像中對應(yīng)的搜索區(qū)域。可選地，所述非局部均值濾波處理包括以下步驟：對于基礎(chǔ)圖像中的目標(biāo)像素點i，以目標(biāo)像素點i為中心確定搜索區(qū)域，分別計算基礎(chǔ)圖像中搜索區(qū)域所有像素點的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的歐氏距離；基于所述歐氏距離，計算基礎(chǔ)圖像中搜索區(qū)域所有像素點在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的權(quán)值；基于所述權(quán)值對搜索區(qū)域所有像素點的像素值進(jìn)行歸一化的加權(quán)疊加，得到目標(biāo)像素點i的重建值；將目標(biāo)像素點i移動至基礎(chǔ)圖像的下一個待處理點，重復(fù)上述處理直至全圖計算完畢，得到重建圖像作為參考圖像。可選地，所述非局部均值濾波處理和/或聯(lián)合非局部均值濾波處理中采用以下經(jīng)過巴特沃斯濾波器改進(jìn)后的權(quán)值函數(shù)計算搜索區(qū)域像素點j在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的權(quán)值：其中，d(i,j)是搜索區(qū)域像素點j的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的歐氏距離，n為巴特沃斯低通濾波器的階數(shù)，h為平滑參數(shù)。本專利技術(shù)第二方面，提供了一種基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升裝置，所述裝置包括：預(yù)處理單元，用于對基于SAR圖像的多角度圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理至少包括統(tǒng)一量化處理和補(bǔ)邊處理；基礎(chǔ)濾波單元，用于以所述多角度圖像中一副作為基礎(chǔ)圖像進(jìn)行非局部均值濾波處理，得到參考圖像；聯(lián)合濾波單元，用于將所述參考圖像與未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，得到該圖像的重建圖像；以重建圖像作為新的參考圖像繼續(xù)對未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，直至達(dá)到預(yù)設(shè)條件或者全部多角度圖像處理完畢結(jié)束迭代；并將最終得到的重構(gòu)圖像作為目標(biāo)地區(qū)的觀測圖像。可選地，所述聯(lián)合濾波單元通過以下方法進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理：對于未處理的多角度圖像中的目標(biāo)像素點i，以目標(biāo)像素點i為中心確定搜索區(qū)域，分別計算未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域所有像素點的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的第一歐氏距離，以及分別計算參考圖像中搜索區(qū)域所有像素點的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的第二歐氏距離；基于所述第一歐氏距離和第二歐氏距離，分別計算未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域所有像素點在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第一權(quán)值，以及分別計算參考圖像中搜索區(qū)域所有像素點在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第二權(quán)值；基于所述第一權(quán)值和第二權(quán)值對搜索區(qū)域所有像素點的像素值進(jìn)行歸一化的加權(quán)疊加，得到目標(biāo)像素點i的重建值；將目標(biāo)像素點i移動至未處理的多角度圖像的下一個待處理點，重復(fù)上述處理直至全圖計算完畢，得到重建圖像作為新的參考圖像。可選地，所述聯(lián)合濾波單元通過以下公式計算目標(biāo)像素i的重建值其中，w1(i,j)為未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域像素點j在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第一權(quán)值，w2(i,j)為參考圖像中搜索區(qū)域像素點j在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第二權(quán)值；f2(j)為未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域像素點j的像素值，為參考圖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法，其特征在于，所述方法包括：對基于SAR圖像的多角度圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理至少包括統(tǒng)一量化處理和補(bǔ)邊處理；以所述多角度圖像中一副作為基礎(chǔ)圖像進(jìn)行非局部均值濾波處理，得到參考圖像；將所述參考圖像與未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，得到該圖像的重建圖像；以重建圖像作為新的參考圖像繼續(xù)對未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，直至達(dá)到預(yù)設(shè)條件或者全部多角度圖像處理完畢結(jié)束迭代，并將最終得到的重構(gòu)圖像作為目標(biāo)地區(qū)的觀測圖像。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法，其特征在于，所述方法包括：對基于SAR圖像的多角度圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理至少包括統(tǒng)一量化處理和補(bǔ)邊處理；以所述多角度圖像中一副作為基礎(chǔ)圖像進(jìn)行非局部均值濾波處理，得到參考圖像；將所述參考圖像與未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，得到該圖像的重建圖像；以重建圖像作為新的參考圖像繼續(xù)對未處理的多角度圖像進(jìn)行聯(lián)合非局部均值濾波處理，直至達(dá)到預(yù)設(shè)條件或者全部多角度圖像處理完畢結(jié)束迭代，并將最終得到的重構(gòu)圖像作為目標(biāo)地區(qū)的觀測圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法，其特征在于，所述聯(lián)合非局部均值濾波處理包括以下步驟：對于未處理的多角度圖像中的目標(biāo)像素點i，以目標(biāo)像素點i為中心確定搜索區(qū)域，分別計算未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域所有像素點的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的第一歐氏距離，以及分別計算參考圖像中搜索區(qū)域所有像素點的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的第二歐氏距離；基于所述第一歐氏距離和第二歐氏距離，分別計算未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域所有像素點在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第一權(quán)值，以及分別計算參考圖像中搜索區(qū)域所有像素點在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第二權(quán)值；基于所述第一權(quán)值和第二權(quán)值對搜索區(qū)域所有像素點的像素值進(jìn)行歸一化的加權(quán)疊加，得到目標(biāo)像素點i的重建值；將目標(biāo)像素點i移動至未處理的多角度圖像的下一個待處理點，重復(fù)上述處理直至全圖計算完畢，得到重建圖像作為新的參考圖像。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法，其特征在于，所述基于所述第一權(quán)值和第二權(quán)值對搜索區(qū)域所有像素點的像素值進(jìn)行歸一化的加權(quán)疊加，包括：通過以下公式計算目標(biāo)像素點i的重建值其中，w1(i,j)為未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域像素點j在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第一權(quán)值，w2(i,j)為參考圖像中搜索區(qū)域像素點j在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的第二權(quán)值；f2(j)為未處理的多角度圖像中搜索區(qū)域像素點j的像素值，為參考圖像中搜索區(qū)域像素點j的像素值，Ω1,Ω2分別是所述未處理的多角度圖像和參考圖像中對應(yīng)的搜索區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法，其特征在于，所述非局部均值濾波處理包括以下步驟：對于基礎(chǔ)圖像中的目標(biāo)像素點i，以目標(biāo)像素點i為中心確定搜索區(qū)域，分別計算基礎(chǔ)圖像中搜索區(qū)域所有像素點的像素鄰域與目標(biāo)像素點i的像素鄰域之間的歐氏距離；基于所述歐氏距離，計算基礎(chǔ)圖像中搜索區(qū)域所有像素點在目標(biāo)像素點i加權(quán)疊加重建時的權(quán)值；基于所述權(quán)值對搜索區(qū)域所有像素點的像素值進(jìn)行歸一化的加權(quán)疊加，得到目標(biāo)像素點i的重建值；將目標(biāo)像素點i移動至基礎(chǔ)圖像的下一個待處理點，重復(fù)上述處理直至全圖計算完畢，得到重建圖像作為參考圖像。5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的基于多角度圖像的SAR圖像輻射分辨率提升方法，其特征在于，所述非局部均值濾波處理和/或聯(lián)合非...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊威，李依晗，陳杰，李春升，
申請(專利權(quán))人：北京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11