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电子与信息学报 2005年第4期27卷 574-576页

作者：薛浩洁种劲松中国科学院电子学研究所微波成像技术国家重点实验室北京100080

海洋表面油膜检测是合成孔径雷达(SAR)很重要的应用领域之一。小波方法是近年来研究较多的图像边缘检测方法。通常的SAR图像油膜检测采用高斯函数一阶导和二阶导作为小波基函数,运算速度慢;该文采用反对称二进小波,利用小波变换多分... 详细信息

海洋表面油膜检测是合成孔径雷达(SAR)很重要的应用领域之一。小波方法是近年来研究较多的图像边缘检测方法。通常的SAR图像油膜检测采用高斯函数一阶导和二阶导作为小波基函数,运算速度慢;该文采用反对称二进小波,利用小波变换多分辨率分析(MRA)思想,经多尺度综合得到油膜边缘图像。实验证明这是一种有效、有前途的SAR图像海洋表面油膜检测方法。

关键词：合成孔径雷达油膜检测小波变换

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SAR图像海洋表面油膜检测方法研究

SAR图像海洋表面油膜检测方法研究

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作者：薛浩洁中国科学院研究生院（电子学研究所）

学位级别：硕士

本文的主要工作是SAR图像海洋应用的一个重要方面——海洋表面油膜检测方法研究，主要集中在SAR图像滤波、SAR图像海洋表面油膜检测方法、小波变换在SAR图像海洋方面的应用初探等三个方面。在SAR图像油膜检测滤波方法研究方面，首... 详细信息

本文的主要工作是SAR图像海洋应用的一个重要方面——海洋表面油膜检测方法研究，主要集中在SAR图像滤波、SAR图像海洋表面油膜检测方法、小波变换在SAR图像海洋方面的应用初探等三个方面。在SAR图像油膜检测滤波方法研究方面，首先介绍了SAR斑点噪声的形成机理和斑点噪声的统计特性，然后简单介绍了SAR的主要滤波方法，即SAR滤波的主要算法分类。在此基础上，详细介绍了四种常用的SAR图像滤波方法，并给出了滤波效果评价标准。在理论分析的基础上，用三幅真实的SAR海洋表面油膜图像分别对这几种滤波方法进行检验，并对其滤波效果给出了详细的分析与评价，指出了适合SAR图像海洋表面油膜检测的滤波方法。在SAR图像海洋表面油膜检测方法研究方面，首先介绍了海洋表面油膜的SAR探测机理，论证了海洋表面油膜SAR探测的可能性。然后归纳总结了SAR图像海洋表面油膜及其检测的特点。重点论述了四种油膜检测方法的理论基础和具体实现。在小波方法讨论中，首先简介小波变换理论，然后结合课题内容，详细分析了基于小波变换的SAR图像海洋表面油膜检测方法，其中包括二进小波变换与边缘检测、多尺度综合提取边缘、边缘细化和边缘链接等内容。小波基的选择是小波变换中一个非常重要的问题，论文也对此做了详细分析讨论。在理论分析的基础上，利用三幅真实的SAR油膜图像对这几种方法进行比较，提出了基于反对称二进小波变换的SAR图像海洋表面油膜检测方法。近年来，SAR在海洋领域的监察、检测等应用日益发展起来。小波变换是近年得到广泛应用的数字工具，在图像处理中应用很广。因此，小波变换在SAR海洋方面的应用是一个值得讨论的课题。论文对SAR在海洋方面的其它应用进行了初步探讨，主要包括舰船检测、海岸线检测和SAR海洋图像数据压缩等几方面。

关键词：合成孔径雷达油膜检测目标检测小波变换

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基于热红外图像的海面油膜检测技术研究

基于热红外图像的海面油膜检测技术研究

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作者：王利锋青岛理工大学

学位级别：硕士

溢油造成的环境污染问题日益受到国内外政府的重视,越来越多的国家开始建立并完善溢油检测体系。在溢油事故发生时,除了加强操作人员的安全意识和操作水平外,如何快速确定溢油区域,掌握扩散趋势,为清理溢油提供有效的位置信息与决策依据... 详细信息

溢油造成的环境污染问题日益受到国内外政府的重视,越来越多的国家开始建立并完善溢油检测体系。在溢油事故发生时,除了加强操作人员的安全意识和操作水平外,如何快速确定溢油区域,掌握扩散趋势,为清理溢油提供有效的位置信息与决策依据,是溢油污染治理的首要任务。因此,需要先进的仪器设备与科学有效的溢油检测手段及时发现溢油,监测油膜变化情况,提高溢油事故发生时的应急能力与处理能力。本文针对现有油膜检测技术难以在油膜扩散的早期阶段及时发现溢油且难以准确测算油膜面积的问题,提出了基于热红外图像的海面油膜的识别及面积计算方法。使用8-14μm波段的红外热像仪获取海面油膜数据,通过图像处理技术提取并标记图像中感兴趣的油膜区域(Region of interest,ROI),主要研究内容如下:(1)提出了基于热红外图像的海面油膜测算方法,对采集到的热红外图像进行预处理,包括灰度化、滤波与锐化。使用全局阈值分割算法提取感兴趣的油膜区域,使用形态学算法对分割后的二值图像进行处理,通过取二值图像与原始热红外图像交集的方法对ROI进行标记。基于小孔成像模型与像素面积法计算ROI的所代表的实际物理面积。使用3种不同粘度的石油样品在正常光照、低光照、无光照、海浪、海风、海雾6种不同的外界环境下进行油膜图像采集实验,结果证明该方法在不同外界条件下均能实现油膜区域的识别与面积计算。(2)提出了基于可见光与热红外图像融合的油膜检测方法,基于并排设备配准方法对可见光与热红外图像进行尺度因子归一化与偏移校正,使用主成分分析(Principal component analysis,PCA)融合获取多信息融合图像。通过对2种石油样品在正常光照,蓝光光照和无光照3种实验环境下的图像融合结果进行分析,证明该方法在不同的光照条件下均能达到良好的检测结果。(3)提出了基于热红外视频图像的早期溢油鉴别方法,将单帧热红外图像处理方法扩展到多帧热红外图像。介绍了海面溢油扩散的数学模型,提出了基于连续热红外图像的海面溢油检测方法,使用帧间区域跟踪法标记面积连续扩散的区域,根据面积变化率鉴别该区域是否为油膜。实验结果表明该方法操作简便且快速有效,即便在有波浪干扰和漂浮物干扰的海面上也能保证极高的识别率,可精准及时地抑制油的泄漏。

关键词：油膜检测热红外图像图像处理技术像素面积法图像融合帧间区域跟踪

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SAR图像海洋表面油膜检测方法

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遥感技术与应用 2004年第4期19卷 290-294页

作者：薛浩洁种劲松中国科学院电子学研究所微波成像技术国家重点实验室

海洋表面油膜对海洋环境影响极大,因此,及时获取海面油膜信息对保护海洋具有重要意义。目前各国采用的油膜检测方法主要有直接探测法和遥感方法。其中,遥感方法中的合成孔径雷达(SAR)是目前研究的热点。总结了SAR图像应用于海面油膜检... 详细信息

海洋表面油膜对海洋环境影响极大,因此,及时获取海面油膜信息对保护海洋具有重要意义。目前各国采用的油膜检测方法主要有直接探测法和遥感方法。其中,遥感方法中的合成孔径雷达(SAR)是目前研究的热点。总结了SAR图像应用于海面油膜检测的主要特点,介绍并分析比较了SAR图像油膜检测的一般步骤及其实现方法。最后提出了SAR图像海洋表面油膜检测的发展方向。

关键词：油膜检测合成孔径雷达 SAR

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SAR图像海洋表面油膜检测方法

SAR图像海洋表面油膜检测方法

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第十四届全国遥感技术学术交流会

作者：薛浩洁种劲松中国科学院电子学研究所微波成像国家重点实验室中国科学院电子学研究所微波成像国家重点实验室

海洋表面油膜对海洋环境影响极大,因此,及时获取海面油膜信息对保护海洋具有重要意义。目前各国采用的油膜检测方法主要有直接探测法和遥感方法。其中,遥感方法中的合成孔径雷达（SAR）是目前研究的热点。文章总结了SAR图像应用于海面... 详细信息

海洋表面油膜对海洋环境影响极大,因此,及时获取海面油膜信息对保护海洋具有重要意义。目前各国采用的油膜检测方法主要有直接探测法和遥感方法。其中,遥感方法中的合成孔径雷达（SAR）是目前研究的热点。文章总结了SAR图像应用于海面油膜检测的主要特点,介绍并分析比较了SAR图像油膜检测的一般步骤及其实现方法。文章最后提出了SAR图像海洋表面油膜检测的发展方向。

关键词：油膜检测合成孔径雷达 SAR

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基于纹理特征的SAR图像油膜检测

基于纹理特征的SAR图像油膜检测

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地球资源环境定量化理论与应用——2009年全国数学地球科学与地学信息学术会议

作者：周旋郑新奇中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京市国土资源信息研究开发重点实验室

海上溢油污染是发生频率较高、分布面积较广、危害程度较严重的各种人为海洋污染之一。海洋石油污染有多种途径,而海洋溢油事故频发,已经引起了人们的高度重视。因此有必要针对事故频发地区SAR图像进行处理,提取出油膜。油膜在SAR图像... 详细信息

海上溢油污染是发生频率较高、分布面积较广、危害程度较严重的各种人为海洋污染之一。海洋石油污染有多种途径,而海洋溢油事故频发,已经引起了人们的高度重视。因此有必要针对事故频发地区SAR图像进行处理,提取出油膜。油膜在SAR图像上显示暗阴影的特征。但是在SAR图像中显示暗色的不仅仅是溢油,生物成因的表面膜、海面风速相对较低的海域等都可以在SAR图像中形成黑色斑块特征,这些非溢油形成的油膜被称为"类油膜"。将油膜和类油膜区别开来,是溢油监测的一个非常重要的问题。研究方法:(1)获得的图像为COSMO7月和9月份青岛海域的图像,获取方式为Scan SAR,极化方式为VV。首先进行几何校正,滤波运算等预处理。(2)我们可以根据不同物质的纹理不同这一判别准则,对溢油SAR图像进行分类,从而提高SAR图像的分类精度。图像纹理特征可以用灰度共生矩阵,根据计算出来的一系列特征量来表达。实际应用中,为了减少计算量,对SAR图像分割成8-16个灰阶,大体不会损失纹理信息。其中所用统计量有对比度(Contrast),角二阶矩(Angular Second Moment),熵(Entropy),相关性(Correlation)等等(3)进行监督分类的样本选取,根据样本间的分离指数选取最优的样本组合;利用最大似然法进行分类,得到最终的溢油检测结果。本文并对研究中使用的方法进行评价并做总结,提出需要改进的地方,确定今后研究的方向。

关键词：油膜检测合成孔径雷达纹理特征分析青岛海域

来源： cnki会议评论

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海洋表面油膜的ERS-SAR图像提取及浮油面积估算

海洋表面油膜的ERS-SAR图像提取及浮油面积估算

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作者：闽亚（Myint Thu Ya Zaw）上海海事大学

学位级别：硕士

近年来,通过卫星遥感对海洋表面油膜进行检测技术已经得到普及,许多学者对此给予很大的关注。合成孔径雷达（SAR）使用微波辐射来探测描述地球表面信息,克服了由传统视频遥感成像带来的相关技术问题。SAR对海表面敏感的原因是因为短波... 详细信息

近年来,通过卫星遥感对海洋表面油膜进行检测技术已经得到普及,许多学者对此给予很大的关注。合成孔径雷达（SAR）使用微波辐射来探测描述地球表面信息,克服了由传统视频遥感成像带来的相关技术问题。SAR对海表面敏感的原因是因为短波的存在,而风是波浪产生的最重要的原因。当风吹在海表面时,产生了波长少于5毫米毛细波。当风继续激发毛细波,它们把能量转移到波长较长的波直到平衡,此时中间波和短波就形成了。另外,重力波也将能量转移到重力毛细波。由于短波的产生以及由于浮油粘性而使波的传播停止等原因,在清洁的海洋表面就形成了浮油覆盖的油膜层。从SAR传感器的角度,浮油的特点就是在雷达图像上海面后向散射能量的减少并通过与周围区域比较形成一个黑色区域而重新得到复原。SAR与其他遥感系统相比较,其优势在于它能在不同的天气情况下起作用。由于被油覆盖的海水表面可以在雷达图象上形成黑色斑点,因此合成孔径雷达（SAR）为人们检测浮油提供了一种很好的手段。油膜图像信息提取的两个关键问题是SAR图像本身受到斑点噪声及雷达图像上类油信号的干扰,从而使雷达图像模糊不可辨。连续的微波信号产生的斑点噪声破坏了雷达图像的清晰性。基本的纹理一般是由于斑点噪声影响的。而且,斑点的出现把图像的显示率损坏还有它影响人的解释和景物分析任务。因此,在SAR图像上仔细地减少斑点噪声而使边缘和纹理信息得以保留是非常重要的,因此,减少斑点噪声是浮油检测、目标跟踪和物标识别的一个必不可少的程序。在图像系统中撤除斑点噪声时而没有把图象边缘弄脏（变模糊）是非常重要的。一般来看,噪声在图像信号上体现为高空间频率。基于傅立叶变换减少斑点噪声影响的方法通常采用抑制高频率组分该方法同样也影响了边缘图像的清晰性和分辨率。小波变换能提供在空间域和频谱域都较好的定位。小波基的非线性阈值技术在降噪效果上比线性降噪技术明显具有优势。在这篇学术论文文章里,我们提出了一种应用小波包变换的斑点噪声抑制的新方法。在我们提出的方法中,我们使用小波包变换方法,它不仅分解近似子空间,而且是细节子空间,这在图像压缩中是常用的方法。因为所有细节成分被分解,被分解的子空间次数量大于其在小波变换中分解的数量。以这样很大数量有效的扩展,基于变换的小波包能大大提高对分段图像频谱的控制。引入这种控制的代价是增大了计算的复杂性（计算量从0（M）增大到0（Mlog M））。可能的分解数量经常是很大,所以寻找每一个分解的阈值然后撤除斑点噪声往往成为不切实际的空想。因此,人们迫切需要寻找一种使用某种特殊评判标准而寻找最优分解的高效率的算法。在我们的方法里,我们使用叠加性价值函数分解标准。这个函数可以确定二维函数的熵或称为负平均信息量。熵接近于零表明这函数几乎不带任何信息的。换句话说高信息含量价值是表示那函数以许多非零熵值。所以,从降噪的角度,使熵值非零的数量最大的价值函数是选择最佳分解的合理判据。该方法的原理在于,在压缩中,用一个价值函数找到更多数量的包含近似于零价值的成分然后把它们删除或取阈值到零。由这个想法启发,我们通过叠加性价值函数提出了基于能适应的小波包方法来解决消除斑点噪声。叶节点阈值是通过每一叶节点以及整个图像的噪声的估计方差变化进行计算。因此,阈值操作可以用更多接近零系数处理在更加狭窄的更高的频带信号,使降噪效果得到大大体高。问题的关键是如何为每个分段信号的小波系统选择合理的阈值。首先,把整个图像的估计斑点噪声分差估计。然后,叶节点阈值是通过每一叶节点以及整个图像的噪声的估计方差变化进行计算。最后,除了近似子空间以外每个叶节点子空间以自适应的方式进行处理。文章最后对本文提出的方法的降噪结果与目前常用的人工斑点噪声滤波方法以及基于小波的软性和硬性阈值处理法在图像视觉效果和信躁比（即峰值信号对噪声信号的比值）（PSNR）方面进行比较。为了解决第二个问题,本文采用基于模糊聚类的自动识别技术来区别浮油与其他类似于东西。所谓其他类似于浮油的东西包括自然薄膜,油膏冰,门限风速区域,风庇护陆路,雨滴形成区域,水流形成区域,内部波浪和上升流等。在它们之中,自然薄膜形成的混淆是最大的问题。在本文里,油的自动识别是使用Mamdani模糊模型来解决的。在这种方法,模糊分类器对分割图象的结果进行识别,而分割是通过图像平滑和阈值运算是来完成的。由于图像平滑不仅消除噪声也消除细节,总值模糊的照片只能在某种程度上代表原始图象。因此,它在识别过程中可能将影响接下来的处理,比如说运算浮油面积。在本论文的工作中,应用小波包变换的斑点噪声抑制方法来进行图像的平滑处理,而对非常小的物标则采用区域滤波的方来去除。采用灰度阈值算法将图像分为两类,一类具有用户定义值一下的像素图像,而另一类是具有定义值以上的像素。这是一个为提取图象的黑地区的重

关键词：油膜检测斑点噪声抑制小波包变换模糊聚类区域标记

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