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基于小波包分析的合成孔径雷达图像降噪算法研究

作　者: 马臣岗
导　师: 孟立凡
学　校: 中北大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 合成孔径雷达相干斑噪声小波包分析阈值函数阈值
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 44次
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内容摘要

合成孔径雷达(SAR)通过主动方式向目标发射电磁波,并利用目标反射的电磁波进行成像。合成孔径雷达可实现在不同频段、不同极化下得到目标的高分辨率图像。它具有全天候、全天时、高分辨率、不受云雨覆盖或光照条件的影响等优点,广泛用于航天侦察、航空测量、卫星海洋观测、航空遥感、图像匹配制导等领域。因此,SAR图像处理技术的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本论文在参考了大量的相关文献之后,深入分析研究了SAR成像过程中所产生的相干成像原理固有的噪声——相干斑噪声,研究目前抑制相干斑噪声的多种方法,包括空间域滤波方法和小波域的滤波方法。本论文主要针对SAR图像的噪声特点,提出了基于小波包分析的降噪方法。通过详细研究小波包分析在SAR图像降噪过程中的应用,给出了小波包的阈值函数的学位论文">阈值函数、阈值、小波函数和分解尺度的选择依据,同时对在降噪过程中起关键作用的软、硬阈值折中法进行了改进。通过阈值函数、阈值、小波函数和分解尺度的确定,最终形成一个完整的基于小波包理论的SAR图像相干斑消噪算法。本文所提出的方法经仿真实验验证,在滤除SAR图像消噪过程中取得了理想效果,相比于传统的滤波方法具有更好的灵活性和自适应能力,完全符合本课题的研究目的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-16
  1.1 课题背景介绍  10-11
  1.2 合成孔径雷达图像及相干成像原理介绍  11-13
    1.2.1 SAR 成像特点及其图像应用  11-12
    1.2.2 SAR 成像原理  12-13
  1.3 SAR 图像去噪的国内外研究现状  13-14
  1.4 论文主要工作及内容安排  14-16
第二章 SAR 相干斑模型及传统抑制方法  16-22
  2.1 相干斑噪声产生机理  16-17
  2.2 相干斑噪声模型和统计特性  17-18
  2.3 相干斑噪声的传统抑制方法  18-21
    2.3.1 统计类滤波方法  19-21
    2.3.2 统计类滤波目前存在的问题  21
  2.4 小结  21-22
第三章小波包分析介绍  22-45
  3.1 傅里叶变换  22-24
  3.2 小波分析  24-32
    3.2.1 一维连续小波变换  24-25
    3.2.2 一维离散小波变换  25-26
    3.2.3 多分辨率分析  26-28
    3.2.4 Mallat 方法  28-30
    3.2.5 二维小波分解与重构  30-32
  3.3 小波包分析  32-40
    3.3.1 小波包理论分析  33-35
    3.3.2 小波包的性质  35
    3.3.3 小波包的空间分解  35-38
    3.3.4 小波包算法与构造  38-40
  3.4 最优小波包基的选择依据  40-44
  3.6 小结  44-45
第四章基于小波包阈值的 SAR 图像降噪  45-67
  4.1 对数SAR 图像相干斑噪声在小波包域中的统计特性  45
  4.2 小波包阈值降噪原理及步骤  45-46
  4.3 图像降噪效果的评价方法  46-48
  4.4 阈值函数的选取  48-56
    4.4.1 软、硬阈值函数  48-49
    4.4.2 几种改进的典型阈值函数  49-52
    4.4.3 阈值函数去噪效果比较  52-56
    4.4.4 软、硬阈值折中法的改进  56
  4.5 小波包的阈值选取  56-61
    4.5.1 统一阈值  57
    4.5.2 SURE 阈值  57
    4.5.3 启发式 SURE 阈值  57-58
    4.5.4 sqtwolog 阈值  58
    4.5.5 极大极小阈值(Minimax)  58-59
    4.5.6 Penalized 阈值  59
    4.5.7 阈值去噪效果比较  59-61
  4.6 小波函数的选择  61-65
  4.7 小波包分解尺度的选择  65-66
  4.8 小结  66-67
第五章 SAR 图像的去斑处理结果及评价  67-74
  5.1 SAR 图像质量判定标准  67-68
    5.1.1 SAR 图像的均值和方差  67-68
    5.1.2 相干斑指数b  68
  5.2 相干斑去斑效果比较  68-73
    5.2.1 视觉质量比较  69-71
    5.2.2 定量分析  71-73
  5.3 小结  73-74
第六章全文总结  74-75
参考文献  75-79
攻读硕士学位期间所所发表的论文  79-80
致谢  80

基于小波包分析的合成孔径雷达图像降噪算法研究

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