一种多维特征联合的SAR图像PS点选择方法

专利检索2026-07-21  7


本发明涉及合成孔径雷达,具体涉及一种多维特征联合的sar图像ps点选择方法。


背景技术:

1、sar(合成孔径雷达,synthetic aperture radar)作为一种主动式微波遥感系统,不分白天、黑夜,在云、雾、雨、雪等天气条件下均可工作,以其全天时、全天候、广覆盖的技术优势,在国民经济诸多领域具有独特的优势。sar图像是单视复影像,每一个像素包括幅度和相位两部分,其中幅度反映地表微波散射强度,相位包含sar到地表的距离信息。

2、通过对不同位置或不同时刻获取的两幅或多幅sar图像进行干涉处理,基于相位干涉测量技术可以实现地形测绘或者形变测量。但受到系统热噪声、地表植被生长、人类施工活动等非理想因素的影响,干涉相位图中部分像素点的相位质量很低,影响干涉测量的可行性,需要从雷达图像中选择出高相位质量的像素点来进行相位分析。

3、幅度离差法在干涉sar领域得到了很好的应用,通过计算每一个像素在多幅sar图像中的幅度序列的标准差与均值的比值,然后设置合理的幅度离差门限,来实现ps(永久散射体,permanent scatterer)的选择。ps点是实现高精度地形测绘和形变测量的基础,但地物类型多样、随季节变化显著,常规基于幅度离差的单维特征ps点选择方法易导致ps点错误选择。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种多维特征联合的sar图像ps点选择方法,能够在复杂地表条件下准确地选择出雷达图像中的ps点。

2、本发明的多维特征联合的sar图像ps点选择方法,包括:

3、步骤1,针对多幅sar图像,提取像素点的多维能够描述像素质量稳定程度的特征,并对各特征分别进行归一化处理;

4、步骤2,基于步骤1归一化处理后的多维特征,将图像中的所有像素点划分为两个聚类;

5、步骤3,以两个聚类中质量较高者的中心点的多维特征值作为特征的权重,计算各像素点的评价指数,所述评价指数为该特征点各特征的加权和;

6、步骤4,筛选出评价指数大于设定门限值的像素点,即为sar图像的ps点。

7、较优的,步骤1中,所述多维特征包括幅度均值、幅度离差值、相位均值、相位标准差、时序相干系数和空间维相干系数均值。

8、较优的,步骤1中,对幅度均值、时序相干系数和空间维相干系数均值采用最大-最小归一化法,以最小值为基准进行归一化;对幅度离差值、相位均值和相位标准差采用最大-最小归一化法,以最大值为基准进行归一化。

9、较优的,步骤2中,采用k均值聚类算法对图像中的所有像素点进行聚类划分。

10、较优的,步骤3中,取聚类中心位于聚类结果中右上角的类为质量较高的类。

11、较优的,步骤4中,所述门限为0.8~0.95。

12、有益效果:

13、(1)本发明提取像素点的多项特征,从不同角度描述像素点相位质量的稳定程度;接着对各特征分别进行归一化处理,消除量纲和取值范围的影响;然后将像素点的归一化多维特征分为两类,以质量较高的聚类的中心点的多维坐标作为各特征的权重,从而可以根据数据情况动态获取各项特征的权重分量,进而设计评价指标为各像素点的多维特征的特征加权和,融合各种特征的结果并根据实际数据情况动态调整评价指数,提高评价效果。本发明充分利用数据自身属性,动态获取多维特征权重,提出了多维特征联合加权的新评价指标,实现了多维特征联合加权的ps点选择,可以从sar图像中准确地选择出ps点,有利于保证sar干涉测量的准确性。

14、(2)本发明多维特征采用幅度均值、幅度离差值、相位均值、相位标准差、时序相干系数和空间维相干系数均值,这些特征能够从不同角度描述像素点相位质量的稳定程度。

15、(3)对幅度均值、时序相干系数和空间维相干系数均值采用最大-最小归一化法,以最小值为基准进行归一化,能够消除量的影响;对幅度离差值、相位均值和相位标准差采用最大-最小归一化法,以最大值为基准进行归一化,同时能够消除量纲和取值范围的影响。



技术特征:

1.一种多维特征联合的sar图像ps点选择方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1中,所述多维特征包括幅度均值、幅度离差值、相位均值、相位标准差、时序相干系数和空间维相干系数均值。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤1中,对幅度均值、时序相干系数和空间维相干系数均值采用最大-最小归一化法,以最小值为基准进行归一化;对幅度离差值、相位均值和相位标准差采用最大-最小归一化法,以最大值为基准进行归一化。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2中,采用k均值聚类算法对图像中的所有像素点进行聚类划分。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3中,取聚类中心位于聚类结果中右上角的类为质量较高的类。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤4中,所述门限为0.8~0.95。


技术总结
本发明公开了一种多维特征联合的SAR图像PS点选择方法。本发明首先提取像素点的多项特征并进行归一化处理,从不同角度描述像素点相位质量的稳定程度;然后将像素点的归一化多维特征分为两类,以质量较高的聚类的中心点的多维坐标作为各特征的权重,进而设计评价指标为各像素点的多维特征的特征加权和,融合各种特征的结果并根据实际数据情况动态调整评价指数,提高评价效果。本发明充分利用数据自身属性,动态获取多维特征权重,提出了多维特征联合加权的新评价指标,实现了多维特征联合加权的PS点选择,可以从SAR图像中准确地选择出PS点,有利于保证SAR干涉测量的准确性。

技术研发人员:邓云开,谢鑫,田卫明,周涵璞,李元昊
受保护的技术使用者:北京理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-1165564.html

最新回复(0)