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采用三维块匹配小波变换的极化SAR 非局部均值滤波 刘留，杨学志，周芳，郎文辉 合肥工业大学计算机与信息学院，合肥 230009 摘 要：极化合成孔径雷达(SAR) 图像受相干斑噪声的影响，难以很好地保持结构特性，针对这个问 题提出了一种采用三维块匹配小波变换的非局部均值滤波算法(Nonlocal Filter based on 3-D Patch Matching Wavelet Transform, NL-3DWT) 。该算法使用块匹配的三维非抽样小波变换对极化总功率图进 行预滤波，在此基础上使用边界对齐窗提取结构相似像素，同时使用Sigma 范围选择极化 SAR 数据 的散射相似像素，共同构成相似像素集合；构建结构保持权重函数增大图像结构信息在块相似性度量 时的权重，最终实现极化 SAR 图像结构保持的相干斑抑制。该算法增强了图像结构特征的表达，提 高了结构相似像素选择的准确性，机载极化SAR 数据实验结果表明，NL-3DWT 算法能够在抑制相干 斑噪声的同时，更有效地保持极化SAR 图像的结构特性和极化散射特性。 关键词：极化SAR，相干斑抑制，非局部均值，小波变换，结构保持 中图分类号： TP751 文献标志码: A 用极化散射信息。 1 引言 基于散射模型的滤波(Lee 等, 2004, 2006) 和 Lee 等人提出的精改 Sigma 滤波(Lee 等, 2009, 2015)都是在极化协方差矩阵上选择散 极化 SAR 由于受自身成像机制约束不可 射相似像素进行滤波，有效改善了极化信息的 避免地带有相干斑噪声(Lee 和Pottier, 2009) 。 保持，但结构信息的保持不充分。双边滤波 它的存在增加了极化 SAR 图像解译的难度， (D’Hondt 等, 2013; González 等, 2013) 同时在 降低了后续图像分割和分类的准确性(Kersten 像素的空间邻域和极化邻域选择相似像素，取 等, 2005) ，因此，研究极化SAR 图像相干斑 得了一定的相干斑抑制和特性保持效果。但该 抑制算法具有重要的理论意义和实用价值。 类方法使用固定的矩形邻域参与滤波，对于含 极化 SAR 图像相干斑抑制的基本准则是 有丰富结构信息的图像可能会因无法自适应 在有效去除相干斑噪声的同时尽可能地保持 选择邻域大小而降低结构保持性能。 原有结构特性和极化散射特性。早期的 以上方法都没有考虑到在较大范围内同 Refined Lee 滤波(Lee 等, 1999)使用边缘方向 时提取极化 SAR 图像的结构信息和极化散射 窗，类似的，还有基于区域增长技术的IDAN 信息用于相干斑抑制。Yang 等人(2015)提出的 滤波(Vasile 等, 2006) 和自适应方向窗滤波 基于同质像素预选择的非局部均值滤波算法 (Lang 等, 2015)都是在一定邻域内自适应地选 (NLHPP) ，在有哪些信誉好的足球投注网站窗范围内利用边界对齐窗提 择同质像素参与滤波，减少了滤波过程中结构 取结构信息的同时结合 Sigma 范围提取散射 信息的损失。但这些方法只使用了图像的局部 信息以构建同质像素集合参与滤波，在获得显 结构特征，也没有充分利用像素的极化散射特 著相干