[发明专利]一种极化目标三分量分解结果彩色可视化方法及系统

说明书

本发明公开了一种极化目标三分量分解结果彩色可视化方法及系统，所述方法包括：读入全极化合成孔径雷达数据，得到目标相干矩阵[T]；对目标相干矩阵[T]进行Freeman‑Durden三分量分解，得到三个功率分量：表面散射功率分量Psubgt;s/subgt;、二面角散射功率分量Psubgt;d/subgt;和体散射分量Psubgt;v/subgt;；对三个功率分量Psubgt;s/subgt;、Psubgt;d/subgt;和Psubgt;v/subgt;进行归一化；计算总散射功率Span；对总散射功率Span进行快速中值迭代归一化处理得到Span′；根据需求选择颜色模型及对应的颜色通道映射方案，显示伪彩色合成图像。本发明可有效增强全极化合成孔径雷达数据极化目标三分量分解结果的彩色可视化效果，增加图像的可读性，促进目标的检测、识别和分类。

技术领域

本发明涉及极化目标分解结果可视化领域，特别涉及一种极化目标三分量分解结果彩色可视化方法及系统。

背景技术

在极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar,PolSAR)数据的分析中，基于模型的极化目标非相干分解是一种有效且流行的工具，其是目标分解理论的重要组成部分，具有物理解释明确、实现方便和视觉解译简易等优点。该方法旨在将实测多视极化SAR数据表示为不同散射机制模型的组合，每个模型描述了一种实际的物理散射过程。1998年，Freeman和Durden最早提出了三分量目标分解方法，开创了基于模型的极化目标分解的先河(A.Freeman,S.L.Durden.A three-component scattering model forpolarimetric SAR[J].IEEE Transactions on Geo-science and Remote Sensing,1998,36(3):963-973)。从此，作为雷达回波目标信息提取的重要手段之一，该类方法取得了众多新进展，至今仍是极化目标分解研究领域的关注热点。

快速中值迭代归一化技术通过快速中值迭代处理、取对数处理和最大值-最小值归一化处理三项操作，可调整合成孔径雷达图像的动态范围，增加目标细节，提高图像显示效果。

根据总散射功率Span的定义，其可理解为各极化通道功率的非相干叠加，在此过程中，可得到一定的相干斑抑制效果，另外处于合理动态范围的Span可以较好地保持极化SAR数据的边缘、纹理、尺寸和形状信息，因此可以将Span融入极化SAR图像的展示中。

极化目标分解可以从极化数据中提取出与目标本身性质密切相关的极化特征参数。这些参数的有效展示和形象刻画对于后续极化SAR图像解译以及目标的分类、检测和识别等应用具有重大意义。传统的极化SAR目标分解结果的可视化方法是将分解结果以灰度图像的形式显示出来供目视解译，这样形成的极化SAR图像可读性较差，视觉效果不理想，不利于后期的分析和理解。相比于灰度，人眼对颜色变化

更加敏感，所以可用彩色图像的方式对极化目标分解结果进行显示，这样可以将灰度图像中不可区分的灰度差别转化为人眼较易分辨的颜色差异，从而反映出更多的目标信息，有利于图像的目视解译。颜色空间伪彩色处理即彩色可视化是在传统的灰度图像可视化基础上发展而来的效果更佳的极化目标分解结果可视化手段。选择彩色可视化主要基于以下两方面原因：一是颜色作为一个强有力的描绘子，可以挖掘和反映出极化目标分解结果中更多的目标信息和细节，显著丰富极化SAR图像空间，从而有利于目标的识别和区分；二是人眼对于颜色的差异和变化更敏感，即人眼对于颜色的辨别能力更强。彩色可视化可提高图像的分辨力，从而有利于人眼对图像的目视分析和理解。常用的颜色空间有：RGB、HSV、HSI、CIELab等。国内外许多学者针对极化目标分解结果的颜色空间彩色融合开展了相关研究。其中使用最广泛使用的一种传统方法是根据极化目标分解各结果所代表的地物目标属性，将其分别赋给RGB颜色空间的三个通道R,G,B来生成伪彩色合成图。例如，在Freeman-Durden三分量分解中，直接将P_s赋给蓝色通道，直接将P_d赋给红色通道，直接将P_v赋给绿色通道。

发明内容