一种SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及一种SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法和装置。所述方法包括：获取SAR图像，根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量，根据所述n维矢量，构造对应的协方差矩阵，根据至少4个所述协方差矩阵，取均值得到像素点的上下文协方差矩阵，根据上下文协方差矩阵，在像素点的预先设置的P×Q邻域内匹配与像素点相似的类似像素点，并建立类似像素点的像素集合，根据像素集合中类似像素的均值，进行相干斑滤波，根据像素集合中类似像素的个数，进行目标检测。采用本方法能够使得相干斑滤波和目标检测一体化进行。

An integrated method and device for SAR image speckle filtering and target detection

【技术实现步骤摘要】
一种SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法和装置
本申请涉及合成孔径雷达(SAR)成像遥感
，特别是涉及一种SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
SAR是一种重要的对地观测成像系统，在目标检测等领域有着重要的应用价值。作为一种相干成像系统，SAR图像中存在明显的相干斑现象，这在一定程度上增加了SAR图像解译和应用的难度。在现有的SAR信息处理流程中，为避免相干斑现象对包括目标检测在内的后续应用的影响，相干斑滤波是必要的预处理过程。现有SAR信息处理流程中，相干斑滤波和目标检测通常是两个独立且相继的过程。相干斑滤波方法多种多样，基于不同方法滤波数据的目标检测方法性能有较大的差异。然而，实际目标检测应用中在理论上和实践上都缺少指导准则来选取合适的相干斑滤波方法，这在一定程度上限制了目标检测性能的优化与提高，是SAR信息处理过程中面临的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高SAR图像相干斑滤波和目标检测性能的一体化方法、装置、计算机设备和存储介质。一种SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法，所述方法包括：获取SAR图像；根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量；根据所述n维矢量，构造对应的协方差矩阵；根据至少4个所述协方差矩阵，取均值得到所述像素点的上下文协方差矩阵；根据所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的预先设置的P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点，并建立所述类似像素点的像素集合；根据所述像素集合中类似像素的均值，进行相干斑滤波；根据所述像素集合中类似像素的个数，进行目标检测。在其中一个实施例中，还包括：根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，以所述像素点为矢量中心，提取至少4个n维矢量。在其中一个实施例中，还包括：根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，以所述像素点为矢量中心，分别提取水平方向、垂直方向、主副对角线方向共4个n维矢量。在其中一个实施例中，还包括：获取预先设置的匹配算法；所述匹配算法如下：lnQij-pq＝2nln2+ln|Xij|+ln|X(i+p)(j+q)|-2ln|Xij+X(i+p)(j+q)|其中，n是矢量的维数，Xij表示所述像素点对应的所述上下文协方差矩阵；所述X(i+p)(j+q)表示预先设置的P×Q邻域中其他像素点对应的上下文协方差矩阵；所述lnQij-pq表示相似度参数，当Xij＝X(i+p)(j+q)时，lnQij-pq＝0；根据所述匹配算法以及所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的所述P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点。在其中一个实施例中，还包括：获取预先设置的相似阈值Th；将所述像素点对应的上下文协方差矩阵与预先设置的P×Q邻域内的其他像素点对应的上下文协方差矩阵输入所述匹配算法；当lnQij-pq≥Th时，则该其他像素点为所述像素点的类似像素点。在其中一个实施例中，还包括：对所述像素集合中类似像素取均值，构建无偏估计器；利用所述无偏估计器进行相干斑滤波。在其中一个实施例中，还包括：获取预先设置的检测门限值k；当SPNij＜k×P×Q；确定所述像素点为初步目标像素点；其中，SPNij表示所述像素集合中类似像素的个数；针对所述SAR图像中所有的所述初步目标像素点进行形态学滤波，剔除所述初步目标像素点中的虚警，得到所述SAR图像的目标检测结果。一种SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化装置，所述装置包括：矩阵构建模块，用于获取SAR图像的上下文协方差矩阵；根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量；根据所述n维矢量，构造对应的协方差矩阵；根据至少4个所述协方差矩阵，取均值得到所述像素点的上下文协方差矩阵；匹配模块，用于根据所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的预先设置的P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点，并建立所述类似像素点的像素集合；一体化处理模块，用于根据所述像素集合中类似像素的均值，进行相干斑滤波；根据所述像素集合中类似像素的个数，进行目标检测。一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取SAR图像；根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量；根据所述n维矢量，构造对应的协方差矩阵；根据至少4个所述协方差矩阵，取均值得到所述像素点的上下文协方差矩阵；根据所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的预先设置的P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点，并建立所述类似像素点的像素集合；根据所述像素集合中类似像素的均值，进行相干斑滤波；根据所述像素集合中类似像素的个数，进行目标检测。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取SAR图像；根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量；根据所述n维矢量，构造对应的协方差矩阵；根据至少4个所述协方差矩阵，取均值得到所述像素点的上下文协方差矩阵；根据所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的预先设置的P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点，并建立所述类似像素点的像素集合；根据所述像素集合中类似像素的均值，进行相干斑滤波；根据所述像素集合中类似像素的个数，进行目标检测。上述SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法、装置、计算机设备和存储介质，通过SAR图像中像素点的邻域，构建像素点对应的协方差矩阵，将目标像素点与其邻域内其他像素点的协方差矩阵进行相似性检验，从而确定与之相似的像素集合，利用像素集合，可以同时进行相干斑滤波和目标检测，本专利技术实施例，简单高效，取得了良好的相干斑滤波性能和目标检测性能。附图说明图1为一个实施例中SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法的流程示意图；图2为一个实施例对比实验结果图；图3为一个实施例中SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化装置的结构框图；图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请提供的SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法，可以应用于终端中。其中，终端可以但不限于是各种计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种SAR图像相干斑滤波和目标检测一体化方法，以该方法应用于终端为例进行说明，包括以下步骤：步骤102，获取SAR图像。SAR图像是合成孔径雷达通过测量和处理得到的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SAR图像相干斑滤波和检测一体化方法，所述方法包括：/n获取SAR图像；/n根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量；/n根据所述n维矢量，构造对应的协方差矩阵；/n根据至少4个所述协方差矩阵，取均值得到所述像素点的上下文协方差矩阵；/n根据所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的预先设置的P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点，并建立所述类似像素点的像素集合；/n根据所述像素集合中类似像素的均值，进行相干斑滤波；/n根据所述像素集合中类似像素的个数，进行目标检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种SAR图像相干斑滤波和检测一体化方法，所述方法包括：
获取SAR图像；
根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量；
根据所述n维矢量，构造对应的协方差矩阵；
根据至少4个所述协方差矩阵，取均值得到所述像素点的上下文协方差矩阵；
根据所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的预先设置的P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点，并建立所述类似像素点的像素集合；
根据所述像素集合中类似像素的均值，进行相干斑滤波；
根据所述像素集合中类似像素的个数，进行目标检测。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量，包括：
根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，以所述像素点为矢量中心，提取至少4个n维矢量。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，提取至少4个n维矢量，包括：
根据所述SAR图像中像素点对应的n×n邻域，以所述像素点为矢量中心，分别提取水平方向n维矢量、垂直方向的n维矢量以及两条对角线的n维矢量。


4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，根据所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的预先设置的P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点，包括：
获取预先设置的匹配算法；所述匹配算法如下：
lnQij-pq＝2nln2+ln|Xij|+ln|X(i+p)(j+q)|-2ln|Xij+X(i+p)(j+q)|
其中，n是矢量的维数，Xij表示所述像素点对应的所述上下文协方差矩阵；所述X(i+p)(j+q)表示预先设置的P×Q邻域中其他像素点对应的上下文协方差矩阵；所述lnQij-pq表示相似度参数，当Xij＝X(i+p)(j+q)时，lnQij-pq＝0；
根据所述匹配算法以及所述上下文协方差矩阵，在所述像素点的所述P×Q邻域内匹配与所述像素点相似的类似像素点。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述匹配算法以及所述上下文协方差...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思伟，王雪松，肖顺平，崔兴超，符婷，段颜翠，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43