一种极化合成孔径雷达图像相似度的表征方法技术

一种极化合成孔径雷达图像之间相似度的表征方法，属于雷达图像处理技术领域。该方法首先在待表征相似度的多幅多极化SAR图像中，计算每一幅多极化SAR图像所有像素点(x，y)的HH通道和VV通道之间的相干系数γ13，进而得到每一幅多极化SAR图像对应的相干图γ；然后计算待表征相似度的多幅多极化SAR图像中任意两幅之间基于互信息的相似度MI(γA，γB)＝H(γA)+H(γB)-H(γA，γB)。本发明专利技术利用同极化通道之间的相干系数进行相似度表征，提高了图像信息的利用率；在估计极化通道间相干系数时，既利用了中心像素的信息，又利用了周围像素的极化信息，提高了相干系数的稳健性；采用了抗噪性能和锐度特性都较好的互信息测度来承接相干系数信息源从而进行相似度表征；从而为后续精确、高效的多极化SAR图像配准奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达图像处理
，涉及多极化SAR图像配准，特别涉及多极化 SAR图像相似度的表征方法。
技术介绍
多极化合成孔径雷达(POL-SAR)是目前微波成像技术研究与应用的一个重要的领域，它有效地提高了雷达对于地物信息的获取能力，对极化雷达遥感图像进行信息处理的研究具有重要的理论价值和广阔的应用前景。多极化SAR图像的准确配准作为极化SAR研究的一个重要领域，是变化检测、目标识别等应用的重要前提，高精度的图像配准可以保证下一步应用的高效进行。多极化SAR 图像配准技术在很多领域有着广泛的应用，如航天航空技术、地理信息系统、图像拼接等。在图像配准中，图像配准的高精度、图像配准算法的高鲁棒性、算法的配准速度以及自动化程度是图像配准领域所不断追求的目标。而多极化SAR图像之间的相似度表征则是多极化SAR图像配准的核心部分，用于衡量多极化SAR图像之间的相似性程度。准确地表征相似性程度是进行图像的准确配准的前提，它直接影响了图像配准精度和效率，它的性能直接影响了之后的配准算法的效率。相似度表征的信息源直接影响相似度表征的准确性，从而后续图像配准过程中的精度和效率，因此如何利用多极化SAR丰富的极化信息对相似度进行表征就显得非常重要。多极化SAR能获得地物目标在不同极化收发组合下的回波特性，得到散射特性描述矩阵，全面反映了目标的内在散射机理，从而可以提供更加丰富的地物信息的信息，为信息挖掘提供了可能，在目标检测、识别、分类以及目标参数反演等方面也具有显著的优势。有效地利用目标散射信息中的极化信息是极化雷达中目标检测、滤波以及识别的重要因素。在 Uit SARllJitff iJl^ff^ψ, il$"Multimodality Image Registration by Maximization of Mutual Information" (IEEE Trans on Medical Imaging,1997 :16(2) :187-198) 禾口“Alignment by maximization of mutual information，，，，(in Proc. 5th Int. Conf. Computer Vision, Cambridge, MA, 1995 :16-23)在信息论基础上提出了基于互信息测度的相似度表征方法，最初是由Collignon等和Viola等于1995年引入图像领域并获得了较好发展，是目前应用较为广泛的一种相似度表征方法。该方法主要利用多极化SAR的回波信号的功率信息或者某一个通道的灰度信息作为相似度表征的信息源，虽然具有较好的曲线锐度和抗噪声性能，但由于该方法只使用了多极化SAR中的功率信息作为信息源，忽略了多极化SAR中多极化信息的利用，导致该方法用于后续多极化SAR图像配准过程中，图像配准的精度和效率有待进一步改善。
技术实现思路
为了解决多极化SAR图像配准中现有的相似度衡量方法只利用了多极化SAR的回波信号的功率信息或者某一个通道的灰度信息，忽略了多极化信息利用的问题，本专利技术提供一种基于多极化SAR通道间相干系数的雷达图像相似度的表征方法，旨在利用多极化 SAR图像所包含的丰富的极化信息。对于多极化SAR，多通道的特性为深入挖掘信息提供了可能，单纯的幅度信息已经不能满足传统的信息测度的计算需求，同时丢失了大量的有用信息。本专利技术中利用同极化通道，即HH，VV通道之间的相干系数信息进行相似度表征，后续精确、高效的多极化SAR图像配准奠定了基础。本专利技术技术方案如下，包括以下步骤步骤1在待表征相似度的多幅多极化SAR图像中，计算每一幅多极化SAR图像所有像素点(X，y)的HH通道和VV通道之间的相干系数Y13，进而得到每一幅多极化SAR图像对应的相干图Y。所述多极化SAR图像均为M行N列大小的尺寸、记为MXN，每个像素点(x，y)均应包含HH、HV和VV三种极化信息、对应极化矢量表示为X = (HH，HV, VV)T = (si; s2, s3)。每一幅多极化SAR图像所有像素点(X，y)的HH通道和VV通道之间的相干系数 Y 13的计算公式为权利要求1. ，包括以下步骤步骤1在待表征相似度的多幅多极化SAR图像中，计算每一幅多极化SAR图像所有像素点(X，y)的HH通道和VV通道之间的相干系数Y13，进而得到每一幅多极化SAR图像对应的相干图Y ；所述多极化SAR图像均为M行N列大小的尺寸、记为MXN，每个像素点(x，y)均应包含HH、HV和VV三种极化信息、对应极化矢量表示为X = (HH，HV, VV)T = (si; s2, s3)；每一幅多极化SAR图像所有像素点(x，y)的HH通道和VV通道之间的相干系数γ 13的计算公式为全文摘要一种极化合成孔径雷达图像之间相似度的表征方法，属于雷达图像处理
该方法首先在待表征相似度的多幅多极化SAR图像中，计算每一幅多极化SAR图像所有像素点(x，y)的HH通道和VV通道之间的相干系数γ13，进而得到每一幅多极化SAR图像对应的相干图γ；然后计算待表征相似度的多幅多极化SAR图像中任意两幅之间基于互信息的相似度MI(γA，γB)＝H(γA)+H(γB)-H(γA，γB)。本专利技术利用同极化通道之间的相干系数进行相似度表征，提高了图像信息的利用率；在估计极化通道间相干系数时，既利用了中心像素的信息，又利用了周围像素的极化信息，提高了相干系数的稳健性；采用了抗噪性能和锐度特性都较好的互信息测度来承接相干系数信息源从而进行相似度表征；从而为后续精确、高效的多极化SAR图像配准奠定了基础。文档编号G01S13/90GK102495407SQ201110359949公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日专利技术者宣延艳, 李文超, 杨建宇, 杨海光, 武俊杰, 石洁昀, 黄钰林 申请人:电子科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钰林，宣延艳，石洁昀，杨海光，武俊杰，李文超，杨建宇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：