基於mrf先驗的sar圖像去斑方法

2023-06-09 16:30:21

專利名稱：基於mrf先驗的sar圖像去斑方法
技術領域：
本發明屬於圖像處理技術領域，更進一步涉及一種雷達圖像處理技術的濾波方 法，該方法使用馬爾科夫(MRF)隨機場提取先驗信息，以貝葉斯非局部均值(BNL)濾波為去 斑方法，可用於對合成孔徑雷達(SAR)圖像進行去斑處理。
背景技術：
目前，基於空域濾波的去斑效果較好的算法有原始非局部均值方法，改進sigma 濾波方法和PPB濾波方法。Buades ^A^"Buades, B. Coll, and J. Μ. Morel. A non-local algorithm for image denoising. Proc. IEEE CVPR，2005，2 :60-65. 」中提出了一種非局部均值去斑濾波方 法。該方法不是用圖像中單個像素的灰度值進行比較，而是對該像素周圍的窗口中整個灰 度的分布狀況進行比較，根據灰度分布的相似性貢獻權值。實踐證明，使用該方法獲得的灰 度分布相似性權值不準確，導致圖像結構信息如邊緣、線性體、點等目標會在一定程度上被 模糊或濾除。J. S. Lee 等人在 『『 J. S. Lee, J. H. Wen, Τ. L. Ainsworth, K. S. Chen, and A. J. Chen, "Improved sigma filter for speckle filtering of SAR imagery,"IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. , vol. 47, no. 1, Jan 2009，202-213. 」 中提出 了改進 sigma 去斑濾波方法。 該方法使用新的sigma範圍選取窗口內的像素點，然後對選取的像素點採用最小均方誤差 (MMSE)估計中心點像素的值。實際使用中證明該方法在一定程度上壓縮了強反射點目標的 亮度，且不能很好平滑同質區域的噪聲，導致去斑效果不理想。C. A.Deledalle 等人 ^ "C. A. Deledalle, L.Denis, and F. Tupin. Iterative weighted maximum likelihood denoising with probabilistic patch-based weights. IEEE Trans. Image Processing, vol. 18，no. 12，Dec. 2009，2661-2672. 」中提出了一種在最 大似然框架下迭代去斑的濾波方法。該方法在最大似然估計框架下得到加權平均公式，並 定義塊權值的計算公式，通過迭代方法逐步修改先驗信息，最終收斂至最佳去斑結果。此方 法在使用中需迭代25次，因此其複雜度很高，降低了該方法的實用性。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，先使用MRF模型提取圖像的先驗信息， 再根據貝葉斯非局部均值濾波框架對圖像去斑的方法，提出了一種基於MRF先驗的BNL均 值濾波器對SAR圖像空域去斑方法，以實現對SAR圖像降斑中邊緣和平滑區域的兼顧，提高 圖像去斑效果。本發明的具體步驟包括如下(1)輸入一副待去斑的SAR圖像；(2)選取中心像素塊在待去斑的SAR圖像中，逐行掃描選取一個像素點為待估計 像素點，以待估計像素點為中心，以固定長度為塊半徑，選取一個正方形的中心像素塊；
(3)確定搜索窗以選取的待估計像素點為中心，以固定長度為搜索窗半徑，選取 一個正方形的搜索窗；(4)選取相似塊在搜索窗中逐行掃描選取一個像素點作為相似點，以此相似點 為中心，選取一個與中心像素塊等大小的像素塊作為相似塊；(5)計算相似性權值5a)計算相似性條件概率依據條件概率密度函數，計算在步驟(4)所選取的相似 塊的條件下，中心像素塊出現的條件概率；5b)根據基於MRF先驗的相似性度量公式，計算先驗相似性
權利要求
1. 一種基於MRF先驗的SAR圖像去斑方法，包括如下步驟(1)輸入一副待去斑的SAR圖像；(2)選取中心像素塊在待去斑的SAR圖像中，逐行掃描選取一個像素點為待估計像素 點，以待估計像素點為中心，以固定長度為塊半徑，選取一個正方形的中心像素塊；(3)確定搜索窗以選取的待估計像素點為中心，以固定長度為搜索窗半徑，選取一個 正方形的搜索窗；(4)選取相似塊在搜索窗中逐行掃描選取一個像素點作為相似點，以此相似點為中 心，選取一個與中心像素塊等大小的像素塊作為相似塊；(5)計算相似性權值5a)計算相似性條件概率依據條件概率密度函數，計算在步驟(4)所選取的相似塊的 條件下，中心像素塊出現的條件概率；5b)根據基於MRF先驗的相似性度量公式，計算先驗相似性
2.根據權利要求1所述的一種基於MRF先驗的SAR圖像去斑方法，其特徵在於所述 步驟O)中的固定長度為2 5個像素點。
3.根據權利要求1所述的一種基於MRF先驗的SAR圖像去斑方法，其特徵在於所述 步驟(3)中的固定長度為7 15個像素點。
4.根據權利要求1所述的一種基於MRF先驗的SAR圖像去斑方法，其特徵在於所述 步驟5a)中適用於強度SAR圖像的條件概率密度函數為
5.根據權利要求1所述的一種基於MRF先驗的SAR圖像去斑方法，其特徵在於所述 步驟5a)中適用於幅度SAR圖像的條件概率密度函數為
6.根據權利要求1所述的一種基於MRF先驗的SAR圖像去斑方法，其特徵在於所述 步驟5c)中適用於強度SAR圖像的相似性權值公式為
7.根據權利要求1所述的一種基於MRF先驗的SAR圖像去斑方法，其特徵在於所述 步驟5c)中適用於幅度SAR圖像的相似性權值公式為
全文摘要
一種圖像處理技術領域基於MRF先驗的SAR圖像去斑方法，包括如下步驟1.輸入一副待去斑的SAR圖像；2.選取中心像素塊；3.確定搜索窗；4.選取相似塊；5.計算相似性權值；6.遍歷搜索窗；7.計算待估計像素點的恢復值；8.遍歷整幅SAR圖像；9.恢復整幅SAR圖像；10.迭代去斑；11.獲得最終去斑結果。本發明充分利用了圖像的先驗信息，相對於目前空域濾波的去斑方法，能夠更好的平滑斑點噪聲，同時保持SAR圖像的邊緣和紋理細節，可用於對SAR圖像的去斑處理。
文檔編號G06T5/00GK102136134SQ20111005988
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月11日 優先權日2011年3月11日
發明者侯彪, 張小華, 李永偉, 焦李成, 王桂婷, 王爽, 鍾樺, 韓超 申請人:西安電子科技大學