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基于h/q分解和贝叶斯迭代分类的跑道检测算法

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系统工程与电子技术 2016年第9期38卷 2048-2054页

作者：韩萍常玲程争石庆研中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室天津300300

提出一种无监督分类的机场跑道检测方法。首先利用h/q分解对原图像中所有像素点进行粗分类,建立初始样本模板;利用初始样本模板对原图像进行贝叶斯迭代分类,得到分类图;结合跑道的极化散射特性、弱回波特性及形态学处理方法,从分类图中... 详细信息

提出一种无监督分类的机场跑道检测方法。首先利用h/q分解对原图像中所有像素点进行粗分类,建立初始样本模板;利用初始样本模板对原图像进行贝叶斯迭代分类,得到分类图;结合跑道的极化散射特性、弱回波特性及形态学处理方法,从分类图中提取出疑似跑道区域;最终应用跑道的结构特征进一步辨识疑似跑道区域,检测出真实机场跑道目标。通过美国UAVSAR系统采集的多组全极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)实测数据验证本文算法的有效性,实验结果说明,所提算法能有效、正确地检测出复杂场景下极化SAR图像中的机场跑道区域,且结构完整清晰,虚警率低。

关键词： h/q分解贝叶斯迭代分类极化合成孔径雷达图像跑道检测极化散射特性

基于多级分类的PolSAR图像机场跑道检测

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系统工程与电子技术 2014年第5期36卷 866-871页

作者：韩萍徐建飒赵爱军中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300 东方通用航空有限责任公司天津300300

提出一种复杂场景极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像机场跑道多级分类检测方法。首先利用先验信息进行h/q第一级分类,得到图像中各类训练样本模板;然后利用PolSAR图像极化相干矩阵的统计特性进行第... 详细信息

提出一种复杂场景极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像机场跑道多级分类检测方法。首先利用先验信息进行h/q第一级分类,得到图像中各类训练样本模板;然后利用PolSAR图像极化相干矩阵的统计特性进行第二级分类;再根据跑道的弱回波特性,利用极化总功率检测器完成第三级分类,提取图像中疑似机场跑道区域;最后根据机场跑道的尺寸及结构特征进行判别,确定机场跑道区域。采用美国UAVSAR机载系统获取的多组实测数据对算法进行验证,并与现有的两种方法进行比较,结果表明,本文算法能有效地检测出跑道,并保持跑道结构完整、轮廓清晰且虚警率低。

关键词：极化合成孔径雷达图像复杂场景跑道检测 hq 分类多级分类

基于极化状态提取的极化SAR图像变化检测算法

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系统工程与电子技术 2015年第7期37卷 1526-1530页

作者：韩萍丛润民张在吉中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室天津300300 天津大学电子信息工程学院天津300072

极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像中同一目标在不同时相下的散射特性会因数据采集条件的变化而发生变化,从而影响变化检测结果的正确性。针对这一问题,提出了一种基于极化状态提取的极化SAR图像变... 详细信息

极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像中同一目标在不同时相下的散射特性会因数据采集条件的变化而发生变化,从而影响变化检测结果的正确性。针对这一问题,提出了一种基于极化状态提取的极化SAR图像变化检测算法。首先利用不变样本目标提取图像的最优极化状态,并将此极化状态下的接收功率比值作为变化检测特征量,最后利用双阈值判别方法提取变化区域实现变化检测。利用美国UAVSAR系统采集的全极化SAR实测数据进行实验,结果表明,本文算法能有效检测出地物的变化情况,且检测虚警少、轮廓清晰。

关键词：极化合成孔径雷达图像变化检测极化状态相干矩阵

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PolSAR图像的改进非局部均值滤波算法

系统工程与电子技术 2019年第5期41卷 992-999页

作者：韩萍贾锟卢晓光韩宾宾中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300

为了在抑制相干斑的同时更好地保留地物目标的极化散射信息和结构信息,提出了一种基于变异系数(coefficient of variance,C.V)的极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像自适应非局部均值滤波算法。该算法... 详细信息

为了在抑制相干斑的同时更好地保留地物目标的极化散射信息和结构信息,提出了一种基于变异系数(coefficient of variance,C.V)的极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像自适应非局部均值滤波算法。该算法结合图像子块的统计特性和目标点的极化散射特性筛选同质像素,然后引入C.V自适应选取平滑系数来计算滤波所用的权重,最后对同质像素进行非局部均值滤波。用不同系统采集的PolSAR数据进行的实验结果表明,与精致LEE滤波、NL-Pretest滤波以及最新的滤波方法相比,本文算法不仅能够有效抑制相干斑噪声,而且图像的边缘和极化散射特性也得到了更好地保持。

关键词：极化合成孔径雷达图像非局部均值滤波变异系数极化散射特性同质像素筛选

基于l1范数主成分分析的极化SAR图像变化检测

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系统工程与电子技术 2019年第10期41卷 2214-2220页

作者：黄晨霞殷君君杨健北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 清华大学电子工程系北京100084

为提高极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像变化检测算法的鲁棒性以及检测精度,提出基于范数主成分分析(linorm principal component analysis,l1-PCA)模型的变化检测算法。首先,采用基于Hotelling-Lawley复矩阵迹变化... 详细信息

为提高极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像变化检测算法的鲁棒性以及检测精度,提出基于范数主成分分析(linorm principal component analysis,l1-PCA)模型的变化检测算法。首先,采用基于Hotelling-Lawley复矩阵迹变化检测算子构造差异图;其次,采用l1-PCA模型获取差异图的变化信息,使得每个像素以一个特征向量来表示;最后,使用k-means算法对变化信息进行聚类,得到变化检测结果。该方法是一种非监督变化检测方法,相比于基于2范数的PCA检测方法,l1-PCA在特征提取方面具有更高的鲁棒性,并且可以进一步提高变化检测精度。基于RADARSAT-2卫星获取的3幅图像进行的实验结果表明,相较于其他两种典型算法,所提算法更加稳定,精确度更高。

关键词：极化合成孔径雷达图像变化检测阈值分割 l1-PCA

稀疏描述与结构特征融合的极化SAR斑点抑制算法

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系统工程与电子技术 2015年第2期37卷 284-290页

作者：韩萍于晓红邓豪冯青石庆研中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室天津300300 北京理工大学雷达研究实验室北京100081

提出一种稀疏描述与结构特征相结合的极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像斑点抑制算法。首先利用图像的极化信息对原图像按结构特征分类,形成分类标记图;然后采用正交匹配追踪(orthogonal matching pu... 详细信息

提出一种稀疏描述与结构特征相结合的极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像斑点抑制算法。首先利用图像的极化信息对原图像按结构特征分类,形成分类标记图;然后采用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法对图像进行稀疏分解,利用K奇异值分解(K-singular value decomposition,K-SVD)算法对过完备字典进行训练更新,得到图像相应的训练字典和稀疏系数,重构图像;最后在重构图像中按分类图增强相应的点线目标。利用美国AIRSAR系统采集的半月湾地区数据进行实验表明:该方法在实现图像去噪的同时,能够有效的保持地物的散射特性。

关键词：极化合成孔径雷达图像斑点抑制稀疏描述重构结构特征

基于独立分量分析的极化SAR图像的相干斑抑制

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计算机应用 2006年第10期26卷 2354-2356,2359页

作者：纪建田铮西北工业大学计算机学院陕西西安710072 西北工业大学应用数学系

研究基于独立分量分析(ICA)的极化合成孔径雷达(SAR)图像相干斑抑制方法。该方法将极化SAR图像斑点噪声的乘积模型,变换为应用ICA的信号独立加噪模型。并且将HV/VV的比值图像,也作为ICA的输入数据。利用ICA的分离性,得到了分别对应于HH... 详细信息

研究基于独立分量分析(ICA)的极化合成孔径雷达(SAR)图像相干斑抑制方法。该方法将极化SAR图像斑点噪声的乘积模型,变换为应用ICA的信号独立加噪模型。并且将HV/VV的比值图像,也作为ICA的输入数据。利用ICA的分离性,得到了分别对应于HH、HV和VV极化的三幅降噪图像。经本文方法处理后的图像,其相干斑噪声得到了有效的抑制,具有较高的等效视数,明显地改善了图像的质量。

关键词：独立分量分析极化合成孔径雷达图像相干斑抑制

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极化SAR图像去相关目标检测改进算法

计算机工程 2016年第9期42卷 235-239页

作者：李艳玮王雪瑞河南工程学院计算机学院郑州451191

针对极化合成孔径雷达(SAR)图像为多通道数据的特点,提出一种改进的极化SAR图像去相关目标检测算法。分析经典极化匹配滤波检测量在求取最优权值及后续统计分布推导中存在的问题,利用实测数据验证不同地物极化SAR数据通道之间的相关性... 详细信息

针对极化合成孔径雷达(SAR)图像为多通道数据的特点,提出一种改进的极化SAR图像去相关目标检测算法。分析经典极化匹配滤波检测量在求取最优权值及后续统计分布推导中存在的问题,利用实测数据验证不同地物极化SAR数据通道之间的相关性。根据二维高斯分布的去相关理论,对极化匹配滤波检测量数据通道之间进行去相关,得到新的去相关极化匹配滤波检测量,该检测量在最优权值的求取上更具一般性。经过去相关处理后的极化匹配滤波检测量的各通道数据不存在相关性,且满足独立分布的复高斯随机变量,使后续的统计分布推导更为严格。实验结果表明,该算法能够有效区分目标与杂波,具有较高的检测率,且虚警目标点少。

关键词：极化合成孔径雷达图像极化匹配滤波去相关目标检测二维高斯分布

高分辨率PolSAR图像的超像素分割方法研究

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高分辨率PolSAR图像的超像素分割方法研究

作者：韩翠娟哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

极化合成孔径雷达(PolSAR)通过极化组合天线发射和接收电磁波,从接收电磁波中可以获取地物丰富的散射信息。相比于单极化或者双极化的SAR系统,PolSAR系统能够测量地物目标更多的信息,也能更真实的反映地物目标的情况。随着PolSAR图像分... 详细信息

极化合成孔径雷达(PolSAR)通过极化组合天线发射和接收电磁波,从接收电磁波中可以获取地物丰富的散射信息。相比于单极化或者双极化的SAR系统,PolSAR系统能够测量地物目标更多的信息,也能更真实的反映地物目标的情况。随着PolSAR图像分辨率的提高,虽然高分辨率图像可以提供更多的纹理信息、结构信息,但是PolSAR图像的逐像素解译随之出现了一些问题:PolSAR图像中具有严重的相干斑噪声,这就使得图像中很多像素点是类别不确定的噪声点,采用逐像素的方法对其进行解译,就会造成噪声点被错误处理;在高分辨率PolSAR图像中,相邻像素很有可能属于同一种地物,因此这些像素中含有的信息基本相似,如果对这些像素单独处理,则会造成信息冗余。为了解决逐像素解译高分辨率PolSAR图像带来的一些问题,有学者提出了超像素的概念。超像素,是指图像中在形状、颜色、纹理等方面相似度很高的像素点组成的均匀图像块。在高分辨率图像中,数据量很大,像素数有成千上万个,经过超像素分割,后续就变为对几百个超像素处理。超像素的概念是在光学图像中提出的,本文根据PolSAR图像的极化特性,将超像素分割应用在PolSAR图像中,主要研究内容有以下三个方面:首先,研究了PolSAR的基础理论和极化数据的表征方法,研究了多个表征方式之间的相互转换关系,为了从PolSAR图像中提取丰富的极化信息和纹理信息,研究了PolSAR图像的目标分解方法和常用的纹理特征提取方法。其次,研究了在PolSAR图像中的相异性计算方法,根据提取的极化特征和纹理特征,提出利用特征之间的欧式距离计算相异性的思想;研究了超像素分割的基本原理,以及传统的SLIC算法和传统的分水岭算法;结合PolSAR图像的特性,对这两种算法进行改进,使其在PolSAR图像中能够获取边缘贴合度高的超像素。最后,研究了超像素分割结果的评价准则,给出了适合PolSAR图像的评价准则,并利用三幅实验数据进行实验验证,并对结果进行定性和定量评价。

关键词：极化合成孔径雷达图像超像素分割 SLIC 分水岭