面向特定目标的SAR图像筛选技术研究

论文摘要

合成孔径雷达(SAR)成像作为一种利用微波成像的遥测手段,具有全天时、全天候的突出特性,在军事、民用方面有着广泛的应用前景。传感器技术的高速发展使得可获取的SAR数据资源骤增,给后续数据处理和解译判读带来巨大压力。研究可行的海量SAR数据快速筛选技术,有效滤除那些没有判读价值和无感兴趣目标的图像数据,提高整体判读解译的时效性,成为目前亟待解决的关键问题。论文围绕海量SAR图像筛选技术,其中的主要工作和成果包括:深入学习了SAR成像的基本理论,对常规的SAR图像特征做了初步分析,包括:相干斑特征、几何特征、灰度特征等等,明确了SAR图像解译的基本流程。针对两类典型目标(飞机和舰船)的SAR特性进行了详细分析,梳理了目标特征提取与检测的总体思路,对用于图像筛选的目标线索或背景特征做了列举分析;设计了一组图像灰度直方图特征,并分别作了分析比较,可以辅助后续的SAR图像筛选工作。提出了一种基于位平面特征的SAR图像筛选方法。在适当的灰度预处理基础上,结合复杂度度量、游程度量以及频谱度量,定义了位平面价值度量准则。实验以机场目标为对象,结合图像灰度直方图特征对SAR图像进行筛选,并对机场目标进行提取,效果良好,能够满足预期的要求。将统计特性分析的思想用于SAR图像筛选方案设计中。结合各种统计分布模型和匹配检验准则,对不同地物SAR图像统计特性进行建模分析,得出不同地物最优统计模型以及匹配检验阈值。实验以港口海域图像为对象,结合图像灰度直方图特征对SAR图像进行筛选,初步结果证明了方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及内涵
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 本文的主要内容和主要工作
• 第二章 SAR 图像解译基础
• 2.1 SAR 成像基本原理
• 2.1.1 SAR 基本原理
• 2.1.2 SAR 系统参数
• 2.1.3 SAR 目标参数
• 2.2 SAR 图像特征
• 2.2.1 SAR 图像相干斑特征
• 2.2.2 SAR 图像几何特征
• 2.2.3 SAR 图像灰度特征
• 2.2.4 SAR 图像纹理特征
• 2.2.5 SAR 图像代数特征
• 2.3 SAR 图像解译流程
• 2.3.1 前期校正变换
• 2.3.2 预处理
• 2.3.3 SAR 图像筛选及目标检测识别
• 2.4 小结
• 第三章 面向SAR 图像筛选的典型目标特性分析
• 3.1 目标成像特性分析思路
• 3.2 典型目标筛选线索分析
• 3.2.1 飞机目标筛选线索分析
• 3.2.2 舰船目标筛选线索分析
• 3.3 目标SAR 图像灰度直方图特征分析
• 3.4 小结
• 第四章 基于位平面特征的SAR 图像筛选
• 4.1 “位平面价值度量准则”设计
• 4.1.1 位平面分解基本原理
• 4.1.2 灰度预处理及其对位面的影响
• 4.1.3 位面复杂度统计及游程统计
• 4.2 面向机场目标图像筛选方法设计
• 4.2.1 类机场目标先验知识及成像特性分析
• 4.2.2 频谱特征度量
• 4.2.3 总体筛选流程
• 4.3 实验与结果分析
• 4.3.1 位面价值度量实验
• 4.3.2 频谱特征度量实验
• 4.3.3 筛选实验
• 4.3.4 机场提取实验
• 4.4 小结
• 第五章 基于统计特性分析的SAR 图像筛选
• 5.1 统计建模相关理论基础
• 5.1.1 参量建模定义与流程
• 5.1.2 常用统计分布模型及参数估计
• 5.1.3 最优模型匹配准则
• 5.2 基于统计建模的SAR 图像筛选方案设计
• 5.3 实验结果与分析
• 5.3.1 统计建模实验
• 5.3.2 筛选实验
• 5.4 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果