[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

说明书

本发明公开了一种抑制SAR图像相干斑噪声的方法、系统及终端设备，该方法包括提出了一种保边保对比度的SAR图像去相干斑噪声的截断的非凸非光滑的变分模型，所述截断的非凸非光滑的变分模型中包含截断的非凸非光滑的正则项，通过对所述截断的非凸非光滑的正则加上一个截断函数，可以更好的保边和保对比度；该方法还包括提出了一种针对上述包括截断的非凸非光滑项的变分模型进行优化的方法；将待处理的SAR图像输入到优化后的所述截断的非凸非光滑的变分模型后，得到去除相干斑噪音后的SAR图像。

技术领域

本发明涉及遥感科学领域，更具体地说，涉及一种抑制SAR图像相干斑噪声的方法、系统和终端设备。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种具有距离高分辨和方位高分辨能力的成像雷达。它是一种主动遥感系统，它相比光学遥感系统有着非常多的优点，例如全天时、全天候的能力。真实孔径的雷达很难获得高的距离和方位分辨率，然而经过脉冲压缩技术，SAR可以获得较高的距离分辨率并且通过合成孔径原理可以获得较高的方位分辨率。这些高分辨率的特点可以使得合成孔径雷达获取到大面积的高分辨雷达图像，从而有效地提高了机载和星载雷达的分辨率。

目前星载和机载SAR的应用非常广泛，如目标识别、地表分类和船舶检测等。不同于红外、光学等遥感设备，SAR系统可以提供全天候和全天时条件下，对地的高分辨地面测绘资料和图像。由其在恶劣的气候环境下，相比于其它的探测传感器，SAR系统可以昼夜工作而且其电磁波可以有效地穿透烟、雾、尘和其它一些障碍。相比而言，虽然红外传感器也可以在夜间工作，但遗憾的是，与其它电光传感器一样，它不能在恶劣严酷的环境下有效地产生清晰的图像。但是，SAR系统也有与生俱来的不足之处，最突出的困难在于SAR图像存在非常严重的相干斑噪声，这种噪声影响因素会降低SAR图像的可视化效果和图像处理算法的表现。因此，在对SAR图像的信息提取一些有意义的特征(如区域分割、边界提取和目标检测等)之前，需要进行相干斑噪声的去除工作。

目前抑制SAR图像的相干斑噪声的方法主要是基于非局部滤波的方法、变分的方法和数据驱动的方法。其中：

1、基于非局部滤波的方法，由于可以非常好的识别细节信息，所以通常可以得到非常好的抑制结果；但是该方法由于其在没有特征的地方也会尝试去识别本该没有的特征，所以会出现一些令人烦恼的人造现象，例如笔刷(PPBit),鬼影(SARBM3D)。

2、基于变分的方法，由于其具有较好的保边能力和更好的恢复均匀区域，目前在此基础上已有大量的研究实施开展；但是该方法也会不可避免地会引入一些人造现象，例如阶梯现象(TV)，模糊边(TGV)、对比度降低(TV、TGV等)等。

3、数据驱动的方法，该方法可以非常好的抑制相干斑噪声，但是其结果会非常依赖所选择的训练的数据集。

上述已实施的三种方法在抑制SAR图像的相干斑噪声时都会出现人造现象，例如鬼影、笔刷、对比度降低和模糊边等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术在抑制SAR图像的相干斑噪声时出现人造现象的缺陷，提供一种保边保对比度的SAR图像去相干斑噪声方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种抑制SAR图像相干斑噪声的方法，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：