收藏本站
《西安电子科技大学》 2011年 博士论文
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于统计模型的SAR图像分割方法研究

吕雁  
【摘要】:合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像分割是SAR图像自动解译的关键技术之一。SAR图像特有的乘性斑点噪声使SAR图像分割比较困难,传统的针对加性噪声的图像分割方法不再适用于SAR图像。而由于乘性斑点噪声的存在,SAR图像具有与普通光学图像不同的统计分布特性。因此可以对SAR图像建立一定的统计模型,并结合相应的概率准则构建目标函数,对其进行优化以得到分割结果。这类基于统计模型的分割方法通常不需要对SAR图像进行相干斑滤波预处理,甚至分割的同时完成相干斑滤波,因而更符合SAR图像的特点,已受到越来越多的重视。 本文主要研究了几种基于统计模型的SAR图像分割方法,具体工作概括如下: (1)由于边缘信息在SAR图像分割中具有重要的作用,本文首先从斑点滤波后边缘检测和斑点滤波前边缘检测两方面分别进行了研究。对于前者,研究了不同形状的非方形局部窗对斑点滤波的影响,证明了这些非方形局部窗在保证斑点平滑效果的同时,能够更好的保留SAR图像的边缘信息,并且局部窗的选择对斑点滤波效果的影响非常重要;对于后者,重点研究了具有恒虚警特性的ROA(Ratio-of-averages)边缘检测算法。由于不需斑点滤波,能够直接对SAR图像进行边缘检测,该方法较之传统的微分算子法更适合于SAR图像的边缘检测。实验同时比较了ROA检测算法中局部窗大小及虚警概率对检测结果的影响。 (2)针对减少分割中自由参数的目标,提出了一种基于最小描述长度(Minimum Description Length,MDL)原理的SAR图像分割方法。在假定SAR图像各分割区域像素值恒定的前提下,针对对数SAR图像建立统计模型,结合信息论中的MDL原理建立目标函数,通过目标函数的极值化,得到在描述长度最小意义下的SAR图像的重建图像,最后通过进一步的阈值化处理得到理想的分割结果。整个分割算法可自动完成,不需要参数调节,有一定实用价值。 (3)由于水平集活动轮廓图像分割方法具有计算稳定、对噪声较不敏感、能够自动适应曲线拓扑变化及得到封闭目标边界等优点,本文重点研究了基于水平集活动轮廓SAR图像分割方法。考虑到GAC模型仅利用边缘信息以及GAR模型仅利用区域信息的局限,本文提出了一种基于ROA-G模型的水平集活动轮廓分割方法,该方法不仅利用了ROA算子检测的边缘信息,而且利用了基于Gamma分布统计特性的区域信息,因此能够得到较之传统的GAC模型法和GAR模型法更理想的SAR图像分割结果。 (4)随着SAR图像分辨率的提高,SAR图像的统计模型不再完全符合Gamma统计分布。因此,本文提出了一种目标和背景区域差别统计分布的分割方法——基于Fisher和Gamma分布的水平集高分辨SAR图像分割方法。理论分析和仿真实验表明,对于不同分辨率、不同场景区域的SAR图像,采用差别的统计模型更为准确;具有“长拖尾”的Fisher分布适合作为SAR图像中具有强散射点的目标区域的统计模型,而对于背景区域仍可沿用Gamma分布模型。此外,由于Fisher分布不属于指数类分布,其参数估计不适于采用最大似然估计方法,本文还就三种Fisher分布参数估计方法进行了对比分析。 (5)针对基于统计模型的水平集高分辨SAR图像分割中参数估计耗时较多的问题,提出了一种有监督的水平集SAR图像分割方法,该方法在分割前选取合适的训练数据进行统计参数估计,而在每次分割曲线迭代时不需重新估计参数,因此,整个分割过程只需一次参数估计,从而节省了运算时间,加快了分割速度,特别是对于较为耗时的Fisher分布参数估计,运算时间的减少比较显著。实验结果表明,只要在分割前选择合适的训练数据,有监督方法在取得与无监督方法相近分割效果的同时,能够有效减少运算时间,并且运算时间的减少程度与统计分布的参数估计复杂程度及分割迭代次数有关。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 贺志国;陆军;匡纲要;;一种基于SAR图像边缘检测算子的短程活动轮廓模型[J];宇航学报;2009年02期
2 吴涛;阮祥伟;谭剑波;;支持向量机在SAR图像解译中的研究进展[J];遥感信息;2009年05期
3 余永健,肖琨,黄顺吉;一种多视极化SAR广义K-分布的研究[J];信号处理;2000年03期
4 张新征;周平;黄培康;陈军文;殷红成;;一种SAR图像特征增强新方法[J];航天电子对抗;2006年04期
5 江标初;陈映鹰;;基于知识的SAR图像机场目标提取方法[J];计算机工程;2007年17期
6 韩春明,郭华东,王长林;SAR图像斑点噪声抑制的本质[J];遥感学报;2002年06期
7 谢虹,汪连栋,袁翔宇;对SAR的噪声干扰效果评估研究[J];航天电子对抗;2003年03期
8 潘凤艳,邢孟道,廖桂生;解多普勒中心模糊的一种新方法[J];雷达科学与技术;2003年02期
9 刘昕,朱锡兴,朱敏慧;一种改进的SAR自动聚焦算法[J];电子与信息学报;1997年06期
10 杨莉,袁信;小波分析在SAR图像边缘检测中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2001年02期
11 郦苏丹,王正志,张翠;SAR图像中道路的检测[J];国防科技大学学报;2001年01期
12 钟睿,毛士艺;一种改进的PGA最大似然相位估计法[J];航空学报;2003年06期
13 王盛利,于立,倪晋麟,张光义;高分辨SAR的距离-多普勒-距离成像方法[J];系统工程与电子技术;2003年08期
14 沈国状;廖静娟;;面向对象技术用于多极化SAR图像地表淹没程度自动探测分析[J];遥感技术与应用;2007年01期
15 范开国;黄韦艮;贺明霞;傅斌;;SAR浅海水下地形遥感研究进展[J];遥感技术与应用;2008年04期
16 李德军;王晓娟;王占龙;武赫男;;基于图像特征的SAR机场目标边缘提取方法研究[J];情报杂志;2009年S2期
17 董永强,陶然,周思永,王越;基于分数阶傅里叶变换的SAR运动目标检测与成像[J];兵工学报;1999年02期
18 宋平舰,张杰;二维经验模分解在海洋遥感图像信息分离中的应用[J];高技术通讯;2001年09期
19 杨存建,许珺,张增祥;SAR和TM图像主成分变换融合中不同主分量替换的比较[J];国土资源遥感;2001年03期
20 金双根,朱文耀;GPS观测数据提高InSAR干涉测量精度的分析[J];遥感信息;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高岚;胡友为;潘峰;卢凌;;基于小生境遗传算法的SAR图像分割[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
2 苏晓阳;翟国芳;孙进平;;多模式高分辨率SAR通用成像处理算法设计[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
3 刘晨;张冠杰;张涛;;基于回波的SAR成像沿航向运动补偿算法[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
4 田继华;路绪光;张玉玺;孙进平;;压缩感知SAR成像自聚焦运动补偿[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
5 兰天;余安喜;梁甸农;陈祺;;天线指向量化对多模式SAR成像的影响[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
6 邓黾;吴彦鸿;;双站合成孔径雷达ωk成像算法研究[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
7 徐凯;孙淑光;刘瑞华;;基于载机速度变化分析的SAR运动补偿[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
8 叶继海;江月松;赵继芝;郭泾平;;基于北斗信号的SAR成像方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 ;Assessment of Statistical Models for Clutter and Target in SAR Images[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 王鹏波;陈杰;李春升;;时钟同步误差对多通道天线星载SAR成像性能的影响[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕雁;基于统计模型的SAR图像分割方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 薄华;基于自然计算的SAR图像分割技术的研究[D];西安电子科技大学;2006年
3 张鹏;基于统计模型的SAR图像降斑和分割方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
4 张印辉;多尺度马尔可夫随机场图像分割方法研究[D];昆明理工大学;2010年
5 白小晶;基于偏微分方程的图像分割与配准研究[D];南京理工大学;2010年
6 陈志彬;非参数变形模型结合模糊技术的MRI图像分割[D];大连理工大学;2010年
7 高浩;粒子群算法及其在图像分割中的应用与研究[D];江南大学;2009年
8 颜学颖;SAR图像相干斑抑制和分割方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
9 岳昔娟;稀少(无)控制条件下机载SAR高精度定位技术研究[D];武汉大学;2009年
10 杨科锋;移变双基地SAR特性与成像方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 翟艳霞;基于统计模型的SAR图像分割[D];西安电子科技大学;2010年
2 李长凯;基于瞬态系数的SAR图像分割方法研究[D];合肥工业大学;2010年
3 王武飞;基于进化计算的SAR图像分割[D];西安电子科技大学;2009年
4 王培伟;基于量子进化特征选择的SAR图像分割[D];西安电子科技大学;2010年
5 范良欢;基于冰情图SAR海冰图像分割[D];合肥工业大学;2010年
6 卢洁;基于区域聚类的SAR图像分割方法研究[D];合肥工业大学;2011年
7 李武周;基于MRF模型的SAR图像分割方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 廖辉旺;星载SAR Doppler参数估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 黎庆;星载SAR信道建模与回波检测性能研究[D];电子科技大学;2011年
10 何强;弹载SAR干扰抗干扰仿真研究与软件开发[D];电子科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 杨云山;我国首个机载SAR测图系统实现首飞[N];中国航空报;2009年
2 丁阳;SAR:波段操作好帮手[N];江苏经济报;2001年
3 钟勇;国内首套SAR测图系统通过评审[N];中国测绘报;2010年
4 记者 赵亚辉;自主产权机载SAR测图系统研制成功[N];人民日报;2011年
5 记者 姚传富;国家无线电检测中心国内首家提供服务[N];人民邮电;2009年
6 但斌;中国股市今年孕育微妙变化[N];中国贸易报;2001年
7 本报记者 叶青 通讯员 粤科宣;病人家属也可操刀“做手术”[N];广东科技报;2011年
8 金美林投资 黄旻宏;如何应用止损策略[N];财经时报;2002年
9 ;北京宏翰[N];江苏经济报;2000年
10 陈雪;康佳“第一屏”今年上“春晚”[N];中国证券报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978