[发明专利]基于对比敏感度特性的SAR图像质量评价方法

摘要

本发明公开了一种基于对比敏感度特性的SAR图像质量评价方法，该方法利用小波分解与对比敏感度CSF函数空间频率带通的相似性，能够有效去除SAR图像中高频部分的噪声干扰，同时该方法计算简便准确，不需要参考SAR图像，仅依据HVSR参数指标就能全面有效评价图像质量。该方法可以应用于机载或者星载合成孔径雷达所获得的SAR图像，通过人眼视觉中的对比敏感度的多通道特性，并结合图像处理中的小波变换的方法，建立一个主观无参考图像型的SAR图像质量评价模型，实现真实主观性对SAR图像的评价。本发明弥补了现有的SAR图像质量评价缺少主观特性的不足，为今后SAR图像评价及提升SAR图像质量奠定扎实的技术支持。

主权项

1.一种基于对比敏感度特性的SAR图像质量评价方法，其特征在于包括有下列步骤：步骤一：SAR图像尺寸规整利用Matlab软件中的imread函数读取SAR图像，获取SAR图像中的方位向帧数记为AI、距离向采样点数记为RA以及像素值矩阵记为GRAY=f(1,1)f(1,2)...f(1,RA)...f(m,n)...f(AI,1)f(AI,2)...f(AI,RA),]]>即得到规整化SAR图像；所述方位向帧数AI的大小满足2的a次幂（即2^a），所述距离向采样点数RA的大小满足2的b次幂（即2^b），a和b为正整数；步骤二：小波分解图像将步骤一得到的规整化SAR图像进行五级小波正交分解，得到小波分解后的SAR图像；步骤三：获取一维归一化CSF曲线步骤301：依据CSF函数A(f_r)≈2.6[0.0192+0.114f_r]exp[-(0.114f_r)^1.1]得到AC归一化CSF曲线A_AC(f)；步骤302：依据CSF函数A(f_r)≈2.6[0.0192+0.114f_r]exp[-(0.114f_r)^1.1]得到AB归一化CSF曲线A_AB(f)；步骤303：依据CSF函数A(f_r)≈2.6[0.0192+0.114f_r]exp[-(0.114f_r)^1.1]得到AD归一化CSF曲线A_AD(f)；CSF函数式中，f_r表示空间频率，且其中f_X表示水平方向上的频率，f_Y表示垂直方向上的频率；步骤四：获得CSF加权系数步骤401：采用步骤二的小波分解级数分别对步骤三中的AC归一化CSF曲线A_AC(f)按照频率进行通道划分，得到AC对角线方向上的六个通道，每个通道的频率标识点分别记为AC第一频率标识点f_{AC_0}、AC第二频率标识点f_{AC_1}、AC第三频率标识点f_{AC_2}、AC第四频率标识点f_{AC_3}、AC第五频率标识点f_{AC_4}、AC第六频率标识点f_{AC_5}、AC第七频率标识点f_{AC_6}；对步骤三中的AD归一化CSF曲线A_AD(f)按照频率进行通道划分，得到AD垂直方向上的六个通道，每个通道的频率标识点分别记为AD第一频率标识点f_{AD_0}、AD第二频率标识点f_{AD_1}、AD第三频率标识点f_{AD_2}、AD第四频率标识点f_{AD_3}、AD第五频率标识点f_{AD_4}、AD第六频率标识点f_{AD_5}；第一通道q₁是指沿平面ACGE将AC归一化CSF曲线划分后得到的第一高频段通道CSF-HH1，即f_{AC_6}和f_{AC_5}的区间；第二通道q₂是指沿平面ADHE将AD归一化CSF曲线划分后得到的第一中频段通道CSF-LH2，即f_{AD_6}和f_{AD_5}的区间；第三通道q₃是指沿平面ACGE将AC归一化CSF曲线划分后得到的第二高频段通道CSF-HH3，即f_{AC_5}和f_{AC_4}的区间；第四通道q₄是指沿平面ADHE将AD归一化CSF曲线划分后得到的第二中频段通道CSF-LH4，即f_{AD_5}和f_{AD_4}的区间；第五通道q₅是指沿平面ACGE将AC归一化CSF曲线划分后得到的第三高频段通道CSF-HH5，即f_{AC_4}和f_{AC_3}的区间；第六通道q₆是指沿平面ADHE将AD归一化CSF曲线划分后得到的第三中频段通道CSF-LH6，即f_{AD_4}和f_{AD_3}的区间；第七通道q₇是指沿平面ACGE将AC归一化CSF曲线划分后得到的第四高频段通道CSF-HH7，即f_{AC_3}和f_{AC_2}的区间；第八通道q₈是指沿平面ADHE将AD归一化CSF曲线划分后得到的第四中频段通道CSF-LH8，即f_{AD_3}和f_{AD_2}的区间；第九通道q₉是指沿平面ACGE将AC归一化CSF曲线划分后得到的第五高频段通道CSF-HH9，即f_{AC_2}和f_{AC_1}的区间；第十通道q₁₀是指沿平面ADHE将AD归一化CSF曲线划分后得到的第五中频段通道CSF-LH10，即f_{AD_2}和f_{AD_1}的区间；第十一通道q₁₁是指沿平面ACGE将AC归一化CSF曲线划分后得到的最低频段通道CSF-LL11，即f_{AC_1}和f_{AC_0}的区间。第十二通道q₁₂是指沿平面ADHE将AD归一化CSF曲线划分后得到的第五中频段通道CSF-LL12，即f_{AD_1}和f_{AD_0}的区间；步骤402：计算AC归一化CSF曲线上的敏感度平均值Σj=16Pq(2j-1)×(ACfAC_j-ACfAC_(j-1))=∫ACfAC_0ACfAC_6AAC(f)df;]]>计算AD归一化CSF曲线上的敏感度平均值Σj=16Pq2j×(ADfAD_j-ADfAD_(j-1))=∫ADfAD_0ADfAD_6AAD(f)df;]]>q表示通道标识；j表示归一化CSF曲线上的任意一个通道；j-1表示第j通道的上一通道；表示AC归一化CSF曲线上任意通道的敏感度平均值；f_{AC_j}表示AC归一化CSF曲线上的任意一频率标识点；f_{AC_(j-1)}表示AC归一化CSF曲线上的频率标识点f_{AC_j}的上一个频率标识点；ACf_{AC_j}表示f_{AC_j}频率标识点对应的频率；ACf_{AC_(j-1)}表示f_{AC_(j-1)}频率标识点对应的频率；f表示归一化频率；表示对A_AC(f)从频率ACf_{AC_0}到ACf_{AC_6}的定积分；表示AD归一化CSF曲线上任意通道的敏感度平均值；f_{AD_j}表示AD归一化CSF曲线上的任意一频率标识点；f_{AD_(j-1)}表示AD归一化CSF曲线上的频率标识点f_{AD_j}的上一个频率标识点；ADf_{AD_j}表示f_{AD_j}频率标识点对应的频率；ADf_{AD_(j-1)}表示f_{AD_(j-1)}频率标识点对应的频率；f表示归一化频率；表示对A_AD(f)从频率ADf_{AD_0}到ADf_{AD_6}的定积分；通过Σj=16Pq(2j-1)×(ACfAC_j-ACfAC_(j-1))=∫ACfAC_0ACfAC_6AAC(f)df]]>和Σj=16Pq2j×(ADfAD_j-ADfAD_(j-1))=∫ADfAD_0ADfAD_6AAD(f)df]]>计算得到各个通道的敏感度平均值分别记为：第一通道q₁的敏感度平均值记为第二通道q₂的敏感度平均值记为第三通道q₃的敏感度平均值记为第四通道q₄的敏感度平均值记为第五通道q₅的敏感度平均值记为第六通道q₆的敏感度平均值记为第七通道q₇的敏感度平均值记为第八通道q₈的敏感度平均值记为第九通道q₉的敏感度平均值记为第十通道q₁₀的敏感度平均值记为第十一通道q₁₁的敏感度平均值记为第十二通道q₁₂的敏感度平均值记为步骤403：为了统一通道的敏感度平均值，将第十一通道的敏感度平均值记为标准加权系数；步骤404：应用标准加权系数对第一通道敏感度平均值至第十通道敏感度平均值进行归一量化分别得到通道加权系数ωP_q；步骤五：获取HVSR评价指标采用HVSR评价指标关系对步骤二中的规整化SAR图像的统计特征和步骤四中的通道加权系数值ωP_q进行处理，得到具有主观性的SAR图像质量评价综合模型；所述HVSR评价指标关系HVSR=10×lgk2Σq=111ωPq×uq+σq2+Kq+Eq,]]>k表示灰度值的种类个数。