[发明专利]一种SAR图像海洋内波参数提取方法

摘要

本发明提供了一种SAR图像海洋内波参数提取方法，所述方法基于局部低秩先验，针对包含海洋内波的图像片构造了局部低秩优化模型，并通过对该模型的交替优化求解，得到最优旋转角低秩图像片和高辐射分辨率图像片从而提取出SAR图像海洋内波波长ω。本发明所构造的局部低秩优化模型，充分利用了SAR图像相干斑的统计特性、海洋内波的局部低秩特性，可以很好地抑制SAR图像相干斑、进行目标结构信息保护与目标散射特性保持，有效实现SAR图像目标识别，在海洋内波对比度较弱、波形损坏的情况下依然能够实现其特征提取，并且模型可稳健的数值求解，便于实现。

主权项

1.一种SAR图像海洋内波参数提取方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、局部低秩优化建模，具体包括以下4个步骤：S1‑1、首先利用高斯滤波抑制原始SAR图像中的相干斑和背景杂波：其中，y₀和g分别为原始观测的SAR图像和高斯卷积核，y为去噪后观测SAR图像；然后将去噪后观测SAR图像y无重叠分割为若干图像片y_i，并通过计算图像片中梯度指数η_i确定是否存在海洋内波，其中梯度指数η_i定义为：其中，y_i为第i个图像片，积分域Ω_i表示y_i相应的图像域，i为正整数；设置阈值η₀，当图像片的梯度指数η_i＞η₀时则认为该图像片y_i中存在海洋内波，否则认为该图像片y_i中不存在海洋内波；只对含有海洋内波的图像片进行特征提取；S1‑2、假设经局部低秩优化后的SAR图像被分割为K个无重叠图像片构造每个图像片x_i的局部低秩优化模型的逼近项：S1‑3、局部低秩优化模型的局部低秩约束项采用图像片x_i的仿射秩表示：其中表示仅考虑旋转变换的仿射变换，θ_i为旋转变换的旋转角；||·||_*表示核范数；S1‑4、建立局部低秩优化模型：其中，r₀为秩的阈值，S为含有海洋内波图像片对应的指标集；S2、对图像片的局部低秩优化模型进行数值求解，输出3个参数：最优旋转角低秩图像片和高辐射分辨率图像片S3、利用步骤S2的计算结果，对SAR图像海洋内波波长ω进行提取，具体操作包括：首先对低秩图像片的矩阵按列求和等到一个一维向量g(j)：其中j表示图像片水平方向的像素点的标号；以j为横坐标，g(j)为纵坐标，可以作出一幅海洋内波波形图像，利用高斯滤波对g(j)进行平滑；然后记海洋内波波形图像中局部最小值相应的指标为{i₁，i₂，…，i_d}，指标的个数d由海洋内波波形图像决定，则内波波长ω可近似认为是相邻指标间的平均距离：其中，δ为SAR图像中相邻像素点的实际距离。