一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法及系統(tǒng)，該方法在小波域內(nèi)增強干涉相位降低噪聲相位，所述方法包含：步驟101）將主圖像幅度圖進行邊緣檢測，并對干涉圖進行單位矢量變換，分解為實部和虛部；步驟102）對實部和虛部分別進行濾波，具體為首先對實部和虛部進行尺度為三的小波變換，分解為多個尺度的各個子帶；步驟103）對各個高頻子帶中對應(yīng)主圖像非邊緣區(qū)域的小波系數(shù)進行閾值處理，濾除絕對值較小的小波系數(shù)；步驟104）將閾值處理后的小波系數(shù)經(jīng)過小波重構(gòu)得到小波多尺度濾波的干涉合成孔徑聲納干涉圖。所述小波變換采用“Sym4”算法進行小波變換。所述非邊緣區(qū)域采用“Sobel”算子進行邊緣檢測。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)提供了一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法及系統(tǒng)，該方法在小波域內(nèi)增強干涉相位降低噪聲相位，所述方法包含：步驟101）將主圖像幅度圖進行邊緣檢測，并對干涉圖進行單位矢量變換，分解為實部和虛部；步驟102）對實部和虛部分別進行濾波，具體為首先對實部和虛部進行尺度為三的小波變換，分解為多個尺度的各個子帶；步驟103）對各個高頻子帶中對應(yīng)主圖像非邊緣區(qū)域的小波系數(shù)進行閾值處理，濾除絕對值較小的小波系數(shù)；步驟104）將閾值處理后的小波系數(shù)經(jīng)過小波重構(gòu)得到小波多尺度濾波的干涉合成孔徑聲納干涉圖。所述小波變換采用“Sym4”算法進行小波變換。所述非邊緣區(qū)域采用“Sobel”算子進行邊緣檢測。【專利說明】一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法及系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及合成孔徑聲納信號處理領(lǐng)域，特別涉及一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
合成孔徑聲納(SAS)是一種水下高分辨率成像技術(shù)。干涉合成孔徑聲納(InSAS)是合成孔徑聲納技術(shù)的擴展。InSAS安裝有主輔兩副接收陣，以相近的入射角對同一區(qū)域成像，得到主輔圖像對。通過對主輔圖像對“比相測高”得到高程信息。干涉合成孔徑聲納包含生成SAS圖像、主圖像配準、生成干涉圖、干涉圖濾波、干涉圖解纏和生成數(shù)字高程模型等步驟。其中，干涉圖濾波是InSAS處理的重要步驟，能夠提高干涉圖質(zhì)量，降低后續(xù)處理的難度。由于三角函數(shù)的周期性，干涉相位處于η]之間，不能使用一般的低通濾波方法。常用的干涉圖濾波方法有圓周期均值濾波、圓周期中值濾波、Lee濾波、Goldstein濾波和小波濾波等。小波分析在信號處理上具有數(shù)學顯微鏡功能，可以將干涉圖分解為不同尺度、不同子帶的分量，具有較好的干涉圖濾波效果。目前針對干涉合成孔徑雷達(InSAR)干涉圖已有一些小波濾波方法。其中的典型方法為Carlos L0pez_Martinez和XavierFdbregas提出的一種干涉圖小波域相位噪聲建模和抑制方法。該方法使用掩膜生長的方法獲得干涉相位對應(yīng)的小波系數(shù)，并對噪聲濾波。本文針對InSAS的特點，提出了一種新的小波域InSAS干涉圖濾波方法。該方法利用了干涉圖主圖像的邊緣信息，從而獲得邊緣保持效果。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷本專利申請?zhí)峁┝艘环N增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法及系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的本專利技術(shù)提供了一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法，該方法在小波域內(nèi)增強干涉相位降低噪聲相位，所述方法包含:步驟101)將主圖像幅度圖進行邊緣檢測，并對干涉圖進行單位矢量變換，分解為實部和虛部；步驟102)對實部和虛部分別進行濾波，具體為首先對實部和虛部進行尺度為三的小波變換，分解為多個尺度的各個子帶；步驟103)對各個高頻子帶中對應(yīng)主圖像非邊緣區(qū)域的小波系數(shù)進行閾值處理，濾除絕對值小于閾值的小波系數(shù)；步驟104)將閾值處理后的小波系數(shù)經(jīng)過小波重構(gòu)得到小波多尺度濾波的干涉合成孔徑聲納干涉圖。上述技術(shù)方案中，所述小波變換采用“Sym4”算法進行小波變換。上述技術(shù)方案中，所述非邊緣區(qū)域采用索貝爾算子(“Sobel”算子)進行邊緣檢測。上述技術(shù)方案中，所述重構(gòu)使用一組合成高通濾波器和低通濾波器，沿列方向進行二倍上采樣，并對輸出結(jié)果進行列方向重構(gòu)，對結(jié)果再沿行方向重復二倍上采樣和重構(gòu)步驟。基于上述方法本專利技術(shù)提供了一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波系統(tǒng)，該系統(tǒng)在小波域內(nèi)增強干涉相位降低噪聲相位，所述系統(tǒng)包含:第一處理模塊，用于將主圖像幅度圖進行邊緣檢測，并對干涉圖進行單位矢量變換，并分解為實部和虛部；第二處理模塊，用于對實部和虛部分別進行尺度為3的小波變換，分解為多個尺度的各個子帶；濾波模塊，用于對各個高頻子帶中對應(yīng)主圖像非邊緣區(qū)域的小波系數(shù)進行閾值處理，濾除絕對值較小的小波系數(shù)；和重構(gòu)模塊，用于將閾值處理后的小波系數(shù)經(jīng)過小波重構(gòu)得到小波多尺度濾波的InSAS干涉圖。上述技術(shù)方案中，所述小波變換采用“Sym4”小波進行小波變換。上述技術(shù)方案中，所述非邊緣區(qū)域采用“Sobel ”算子進行檢測。上述技術(shù)方案中，所述重構(gòu)使用一組合成高通濾波器和低通濾波器，沿列方向進行二倍上采樣，并對輸出結(jié)果進行列方向重構(gòu)，對結(jié)果再沿行方向重復二倍上采樣和重構(gòu)步驟。由于InSAS干涉圖具有非平穩(wěn)性，難以使用傅里葉變換域方法進行濾波，本文提出了一種小波域濾波方法。該方法在小波域內(nèi)增強干涉相位降低噪聲相位。總之，本方法首先將主圖像幅度圖進行邊緣檢測。干涉圖進行單位矢量變換，并分解為實部和虛部。對實部和虛部分別進行尺度為3的小波變換，分解為多個尺度的各個子帶。對各個高頻子帶中對應(yīng)主圖像非邊緣區(qū)域的小波系數(shù)進行閾值處理，濾除絕對值較小的小波系數(shù)。將閾值處理后的小波系數(shù)經(jīng)過小波重構(gòu)得到小波多尺度濾波的InSAS干涉圖。本專利技術(shù)的效果在于，通過小波域干涉圖多尺度濾波方法，可增強InSAS干涉圖質(zhì)量，降低干涉相位噪聲。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)提供的小波域干涉圖濾波方法流程圖；圖2是本專利技術(shù)提供的InSAS干涉圖小波域分解圖；圖3是本專利技術(shù)提供的InSAS干涉圖小波域重構(gòu)圖。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖及具體實施例對本專利技術(shù)作進一步的描述。1、InSAS干涉圖單位矢量變換由于相位的纏繞特性，干涉相位取值為(-η，π ]之間。首先將干涉圖進行單位矢量變換。進行單位矢量變換的公式為:【權(quán)利要求】1.一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法，該方法在小波域內(nèi)增強干涉相位降低噪聲相位，所述方法包含: 步驟101)將主圖像幅度圖進行邊緣檢測，并對干涉圖進行單位矢量變換，分解為實部和虛部； 步驟102)對實部和虛部分別進行濾波，具體為首先對實部和虛部進行尺度為三的小波變換，分解為多個尺度的各個子帶； 步驟103)對各個高頻子帶中對應(yīng)主圖像非邊緣區(qū)域的小波系數(shù)進行閾值處理，濾除絕對值小于閾值的小波系數(shù)； 步驟104)將閾值處理后的小波系數(shù)經(jīng)過小波重構(gòu)得到小波多尺度濾波的干涉合成孔徑聲納干涉圖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法，其特征在于，所述小波變換采用“Sym4”函數(shù)進行小波變換。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法，其特征在于，所述非邊緣區(qū)域采用索貝爾算子進行邊緣檢測。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法，其特征在于，所述重構(gòu)使用一組合成高通濾波器和低通濾波器，沿列方向進行二倍上采樣，并對輸出結(jié)果進行列方向重構(gòu)，對結(jié)果再沿行方向重復二倍上采樣和重構(gòu)步驟。5.一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波系統(tǒng)，該系統(tǒng)在小波域內(nèi)增強干涉相位降低噪聲相位，所述系統(tǒng)包含: 第一處理模塊，用于將主圖像幅度圖進行邊緣檢測，并對干涉圖進行單位矢量變換，并分解為實部和虛部； 第二處理模塊，用于對實部和虛部分別進行尺度為3的小波變換，分解為多個尺度的各個子帶； 濾波模塊，用于對各個高頻子帶中對應(yīng)主圖像非邊緣區(qū)域的小波系數(shù)進行閾值處理，濾除絕對值較小的小波系數(shù)；和 重構(gòu)模塊，用于將閾值處理后的小波系數(shù)經(jīng)過小波重構(gòu)得到小波多尺度濾波的InSAS干涉圖。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波系本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種增強合成孔徑聲納干涉圖質(zhì)量的濾波方法，該方法在小波域內(nèi)增強干涉相位降低噪聲相位，所述方法包含：步驟101）將主圖像幅度圖進行邊緣檢測，并對干涉圖進行單位矢量變換，分解為實部和虛部；步驟102）對實部和虛部分別進行濾波，具體為首先對實部和虛部進行尺度為三的小波變換，分解為多個尺度的各個子帶；步驟103）對各個高頻子帶中對應(yīng)主圖像非邊緣區(qū)域的小波系數(shù)進行閾值處理，濾除絕對值小于閾值的小波系數(shù)；步驟104）將閾值處理后的小波系數(shù)經(jīng)過小波重構(gòu)得到小波多尺度濾波的干涉合成孔徑聲納干涉圖。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：秦曉東，劉紀元，
申請(專利權(quán))人：中國科學院聲學研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：