方向滤波器组在SAR图像处理中的应用研究

论文摘要

合成孔径雷达（ Synthetic Aperture Radar, SAR ）具有高分辨率、全天候、全天时等优点,其图像的应用研究已成为该领域的研究热点。以方向滤波器组（ Dire- tional Filter Banks, DFB ）为核心的多尺度分析方法对二维奇异信号具有最优表示能力,掀起了继小波变换之后的又一股热潮,并在相干斑抑制、图像分割、目标检测等SAR图像处理领域中得到越来越广泛的应用。本课题结合江苏省自然科学基金（ NO.BK2001047 ）和航空科学基金（04D52032）,对方向滤波器组的理论框架进行了分析,研究实现了双正交梯形结构的方向滤波器,并将方向滤波器组结合多尺度分解应用于SAR图像相干斑抑制,目标检测中。主要工作概括如下:1、介绍了SAR图像处理的主要应用领域——相干斑抑制、目标检测,并讨论了SAR图像质量评估的相应指标;2、方向滤波器组在多尺度分析中有着重要的应用,介绍了方向滤波器和多尺度分析技术的发展;研究实现了双正交梯形结构的方向滤波器;介绍了Contourlet变换及Nonsubsampled Contourlet变换（NSCT）。3、结合SAR图像的特点,提出了基于双正交梯形结构Contourlet变换域阈值去噪以及基于NSCT和Mean-Shift的SAR图像相干斑抑制算法,经该算法处理所得到的图像取得了较好的目视效果,各项指标与其它算法相比都得到了改善。4、根据纹理和目标能量分布的不同,以及杂波和弱目标的频率特性提出了基于能量特征和多尺度积的SAR图像目标检测方法,并取得了一定的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究内容
• 第二章 方向滤波器组
• 2.1 引言
• 2.2 图像的多尺度几何分析
• 2.3 方向滤波器
• 2.3.1 方向滤波器组的发展
• 2.3.2 基于梯形结构的双正交方向滤波器
• 2.4 方向滤波器组的应用
• 2.4.1 Contourlet 变换
• 2.4.2 Nonsubsampled Contourlet 变换
• 2.5 小结
• 第三章 方向滤波器组在SAR 图像相干斑抑制中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 相干斑形成机理
• 3.3 相干斑的评价指标
• 3.4 梯形结构 Contourlet 变换阈值去噪
• 3.4.1 阈值去噪
• 3.4.2 基于梯形结构Contourlet 变换的阈值去噪
• 3.4.3 实验结果与分析
• 3.5 基于 NSCT 和 Mean Shift 的相干斑抑制算法
• 3.5.1 引言
• 3.5.2 Mean Shift 平滑算法
• 3.5.3 基于NSCT 和Mean-Shift 的相干斑抑制
• 3.5.4 实验结果与分析
• 3.6 小结
• 第四章 SAR 图像目标检测
• 4.1 引言
• 4.2 双参数CFAR 目标检测算法
• 4.3 基于能量特征的SAR 图像目标检测
• 4.3.1 基于NSCT 域能量特征图的SAR 图像目标检测
• 4.3.2 实验结果与分析
• 4.4 基于多尺度积的SAR 图像目标检测
• 4.4.1 NSCT 域多尺度积目标检测算法
• 4.4.2 实验结果与分析
• 4.5 小结
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果