[发明专利]一种抑制SAR图像相干斑噪声的方法、系统和终端设备

权利要求书

1.一种抑制SAR图像相干斑噪声的方法，其特征在于，包括：

S1、构造SAR图像去相干斑噪声的第一变分模型；所述第一变分模型为截断的非凸非光滑的变分模型，其数学表达式为：

其中，f为输入的有相干斑噪音的SAR图像，u为抑制相干斑噪音后的SAR图像；α为一个用于平衡正则项与数据项的非负系数；i,j分别代表SAR图像中像素点对应的行和列，N是SAR图像中像素矩阵的总行数和总列数；是水平方向的前向差分算子，是竖直方向的前向差分算子；p是区间[0,1]内取到的一个正数；表示非凸非光滑的函数；V是一个的欧几里得空间；表示截断函数，τ＞0为可调节的变量参数；

S2、对所述第一变分模型进行优化，优化过程即为对所述第一变分模型中包括的截断的非凸非光滑项进行分析和求解待优化参数u的过程；

S3、输入待处理的SAR图像到优化后所得的第二变分模型，得到去除相干斑噪音后的SAR图像；其中，所述第二变分模型为受限制的变分模型。

2.根据权利要求1所述的一种抑制SAR图像相干斑噪声的方法，其特征在于，步骤S2中，在对截断的非凸非光滑问题进行分析时包括：

使用分裂变量法和交替乘子法将式(1)转化为式(2)，基于所得的第二变分模型进行截断的非凸非光滑问题分析：

其中，Q＝V×V。

3.根据权利要求2所述的一种抑制SAR图像相干斑噪声的方法，其特征在于，基于所得的第二变分模型进行截断的非凸非光滑问题求解包括：

将式(2)转换为增广拉格朗日形式，针对所得的拉格朗日函数，将其分解为若干个子项；

针对不同的子项，设置所需固定的参数，进行子项的化简；包括：

通过固定参数u和w，来求解参数t，化简得到第一子项；

通过固定参数u和t，来求解参数w，化简得到第二子项；

通过固定参数w和t，来求解参数u，化简得到第三子项；

基于化简后的每个子项进行迭代优化，包括：

针对第一子项采用逐像素求解法，将第一子项转换为式(3)：

其中，λ_t＞0为拉格朗日乘子，r_t＞0为惩罚项系数；

为求解式(3)，引入以下2个函数：

式(4)中，s为定义的优化参数，s^p为对参数s进行p次方的计算；

对函数χ₁(s)和函数χ₂(s)分别进行一阶导、二阶导的求解，得到函数χ₁(s)的一阶导χ′₁(s)、二阶导χ″₁(s)，以及函数χ₂(s)的一阶导χ′₂(s)、二阶导χ″₂(s)后：

当存在χ″₁(s)＝0，在对等式χ″₁(s)＝0进行等式变换后，得到参数解s_L：

将参数解s_L带入函数χ′₁(s)之后：当存在χ′₁(s_L+)＜0，其中，s_L+为从右趋近于参数s_L取到的值；则在区间范围[s_L,||q_i,j||]内寻找使得χ′₁(s)＝0的解之后，到集合中，筛选出令函数χ₁(s)最小的第一最优解当存在χ′₁(s_L+)≥0，且存在则令为令函数χ₁(s)最小的第二最优解；

最后，定义优化参数s取得的最优解s^*为：

将待解参数t的解设为：

针对第二子项采用一阶导求解法，包括对第二子项进行一阶导变换，并令其求导结果为0：

其中，λ_w＞0为已知的拉格朗日乘子，r_w＞0为已知的惩罚项系数；在已知参数α,u,f的情况下，对式(5)进行等式变换后，进行参数w的求解；

针对第三子项采用快速傅里叶变换法，包括计算第三子项的一阶最优条件：

式(6)中，Δ是拉普拉斯算子，div是相应的散度算子；对式(6)进行快速傅里叶变换后，进行参数u的求解。