[发明专利]ScanSAR海冰图像入射角效应按类校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感图像处理领域中的预处理方法领域，具体是一种ScanSAR 海冰图像入射角效应按类校正方法。

背景技术

雷达系统的入射角是指雷达的入射波与相对大地基准线垂直的直线间的夹 角。对于宽观测带的雷达系统而言，入射角效应是指雷达的返回波强度在近距端 较强，随着入射角角度的增加强度会逐渐减弱的现象，这在遥感图像上表现为在 近距端较亮而在远距端较暗。雷达系统在ScanSAR模式下可以在一次扫描中采 集到很大范围内的地物信息，但是因为其入射角范围很大，一般在15°-65°之 间，所以会存在很明显的入射角效应，影响SAR数据的处理和解译。

已有不少研究提出了ScanSAR图像入射角效应的校正方法，但研究对象都 是陆地或树林。对于海冰图像，因为其表面结构简单，所以可以采用已有的某些 方法进行校正，或者根据这些方法进行改进后用于校正。Mladenova等(2013) 提出了基于直方图匹配(HIST)的方法，该方法可以很好的校正SAR图像，但 其前提是根据现有的数据库，从原始图像中提取出各个地物类型，然后对每个类 型实现按类校正。因为在实际应用中，只能知道观测目标的数量信息，很难获取 详细的地物信息，也不太可能找到合适的数据库，所以该方法无法得到广泛的应 用。Menges等(2001)提出的基于查找表(LUT)的方法在没有地物信息的情 况下也能得到较好的校正结果，但其需要假设每条方位线内应包含相似的地物类 型，该条件在实际应用中也很难满足。这里的方位线是指在遥感图像中沿距离向 分布的与方位向平行的条带，是入射角效应校正的基本单元。

发明内容

本发明的目的是提供一种ScanSAR海冰图像入射角效应按类校正方法，旨 在更好的校正ScanSAR图像上存在的入射角效应，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

ScanSAR海冰图像入射角效应按类校正方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、基于图像块的分类：沿距离向以5°左右的入射角范围为间隔，将图 像分成几个图像块，然后对每个图像块进行低级的非监督分类，合并所有分类后 的图像块，得到分类图像；

(2)、选择方位线宽度：对于大多数ScanSAR图像，以1°入射角范围作 为方位线宽度，对于入射角效应严重的图像，应适当减小方位线宽度，可小于 200像素；

(3)、按类校正：

由上述的分类结果，可提取出每个海冰类型的掩膜图像，用于按类校正，包 括以下步骤：

(a)、将每条方位线内同一海冰类型的后向散射值由大到小进行数值排序；

(b)、近似平均的将排序后的后向散射值分成M个子集，计算每个子集的 均值，这里M的值不能太大，否则会影响算法的效率，M也不能太小，应保证 每个子集内的值是线性分布的；

(c)、在对某个像素点进行校正时，先计算该点的后向散射值与所在方位线 内M个均值的距离即二值之差，用k表示与该点距离最近的子集的序号，0<k≤M， 则参考线上第k个均值与该均值的比值与这个像素值相乘，便得到该点校正后的 值，该过程可用公式(1)表述如下：

公式(1)中表示实际的后向散射值，m₀(k)和m_ref(k)分别表示实际方位线和参考线上的第k个均值，σ°就是校正后的值；

参考线通常选在图像的中间位置附近，因为该位置的不同地物类型的后向散 射特性的差异性最大。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明在实现按类校正前，先对原始ScanSAR图像进行了基于图像块 的分类。该分类方法不需要准确的地物信息作为先验知识，而只要知道相关地物 的数量信息就可实现。经过该分类过程，才能实现按类校正。

(2)本发明考虑了每条方位线的宽度的选择。实验证明，以1°距离槽作 为方位线的宽度可能会得到不连续的图像，而根据具体的ScanSAR图像，适当 的缩小方位线宽度，能得到连续平滑的校正图像。

(3)本发明提出的校正方法，因为将每条方位线内的后向散射值分成很多 个子集，考虑了更多的细节，所以校正后的图像纹理更清晰。

(4)本发明提供了完整的入射角效应校正流程。

附图说明