1.一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,具體包括以下步驟:
(S1)輸入待濾波的極化SAR圖像,由極化SAR圖像的極化相干矩陣計(jì)算相似度參數(shù);
(S2)根據(jù)相似度參數(shù),計(jì)算相似度參數(shù)的距離測(cè)度;
(S3)計(jì)算原始聚類特征參數(shù);
(S4)對(duì)原始聚類特征參數(shù)序列進(jìn)行降序排列;
(S5)確定聚類類別數(shù)目和聚類中心;
(S6)根據(jù)聚類中心,進(jìn)行聚類處理,得到聚類類別參數(shù)序列;
(S7)選取候選樣本像素集,并對(duì)待濾波像素進(jìn)行濾波處理,遍歷極化SAR圖像中的每一個(gè)像素,得到極化SAR相干斑濾波結(jié)果圖。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,所述步驟(S1)中計(jì)算相似度參數(shù)具體為:極化SAR圖像中的每一個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)極化相干矩陣,記為Tij,i=1,2,…,I,j=1,2,…,J,極化SAR圖像的大小為I×J,I,J為整數(shù),對(duì)每一個(gè)待濾波像素對(duì)應(yīng)的極化相干矩陣Tij,記以Tij為中心的鄰域N×M內(nèi)每一個(gè)極化相干矩陣Tnm,n=1,2,…,N,m=1,2,…,M,N、M為奇數(shù),計(jì)算Tij和Tnm的相似度參數(shù)lnQij-nm:
lnQij-nm=6ln2+ln[Det(Tij)]+ln[Det(Tnm)]-2ln[Det(Tij+Tnm)]
其中,Det(·)表示取矩陣的行列式;
遍歷鄰域N×M內(nèi)的每一個(gè)極化相干矩陣Tnm,得到相似度參數(shù)矩陣lnQij-NM。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,所述步驟(S2)計(jì)算相似度參數(shù)的距離測(cè)度具體為:將鄰域N×M內(nèi)的相似度參數(shù)矩陣lnQij-NM按列展開,構(gòu)建相似度參數(shù)向量lnQij-P,P=N×M,計(jì)算相似度參數(shù)向量lnQij-P內(nèi)兩兩元素之間的距離測(cè)度Dxy:
Dxy=|lnQij-x-lnQij-y|
其中,x=1,2,…,P,y=1,2,…,P;|·|為取絕對(duì)值。
4.如權(quán)利要求2所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,所述步驟(S3)計(jì)算原始聚類特征參數(shù)具體過程為:
對(duì)鄰域N×M內(nèi)的每一個(gè)像素x,計(jì)算該像素的局部密度參數(shù)ρx:
其中,dc為截?cái)嗑嚯x,y=1,2,…,P,P=N×M,Dxy為距離測(cè)度;
計(jì)算鄰域N×M內(nèi)的每一個(gè)像素x與鄰域N×M內(nèi)局部密度大于ρx的像素的最小距離,即:
δx=min(Dxy),其中ρx<ρy
同時(shí),記錄滿足δx=min(Dxy)的ρy的下標(biāo)為即鄰域N×M內(nèi)像素是所有局部密度大于ρx的像素中與像素x距離最小的像素,即:
計(jì)算鄰域N×M內(nèi)的每一個(gè)像素的原始聚類特征參數(shù)ηx:
ηx=ρx×δx
遍歷鄰域N×M內(nèi)的每一個(gè)像素,得到原始聚類特征參數(shù)序列ηP,即ηP={ηx},x=1,2,…,P。
5.如權(quán)利要求2所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,所述步驟(S5)具體為:
記按降序排列的聚類特征參數(shù)序列z=1,2,…,N×M,計(jì)算聚類特征參數(shù)序列的一階差分序列,記為
設(shè)定門限值th,將一階差分序列中取值超過門限值th的元素中下標(biāo)z的最大值確定為聚類類別數(shù)目w:
若一階差分序列中所有元素的取值均不超過門限th,則聚類類別數(shù)目w=1;
將對(duì)應(yīng)的像素確定為聚類中心,根據(jù)序列中每一元素與原始聚類特征參數(shù)序列ηP={ηx}中每一元素ηx的對(duì)應(yīng)關(guān)系為下標(biāo)uz為整數(shù),且uz∈(-N×M,N×M),則聚類中心在原始聚類特征參數(shù)序列中對(duì)應(yīng)的元素為
6.如權(quán)利要求2所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,所述步驟(S6)中的聚類處理具體為:
設(shè)鄰域N×M內(nèi)每一像素x的聚類類別參數(shù)為bx,并初始化為bx=0,令w個(gè)聚類中心對(duì)應(yīng)像素的聚類類別參數(shù)取值為{1,2,…,w},即
對(duì)鄰域N×M內(nèi)每一像素x,確定聚類類別參數(shù)bx的取值:
其中,像素是鄰域N×M內(nèi)所有局部密度大于ρx的像素中與像素x距離最小的像素,即滿足即為像素的聚類類別參數(shù);
遍歷鄰域N×M內(nèi)每一像素x,直至任意聚類類別參數(shù)bx的取值均不為0,則得到聚類類別參數(shù)序列{bx},x=1,2,…,P;P=N×M。
7.如權(quán)利要求2所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,所述步驟(S7)具體步驟為:
在鄰域N×M內(nèi),待濾波像素對(duì)應(yīng)聚類類別參數(shù)序列{bx}的元素為b(N×M+1)/2,將序列{bx}內(nèi)取值與b(N×M+1)/2相等的像素確定為候選樣本像素集,記為
{bg}={bx|bx=b(N×M+1)/2}
設(shè){bg}中元素?cái)?shù)目為G,且bg對(duì)應(yīng)鄰域N×M內(nèi)像素的極化相干矩陣為Tg,則對(duì)待濾波像素的極化相干矩陣Tij的濾波處理結(jié)果為:
遍歷極化SAR圖像中的每一個(gè)像素,則得到極化SAR相干斑濾波結(jié)果圖。
8.如權(quán)利要求2所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,所述N,M取值為15~25。
9.如權(quán)利要求4所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,所述dc取值為0.02。
10.如權(quán)利要求1所述的一種基于聚類的極化SAR圖像相干斑自適應(yīng)濾波方法,其特征在于,將所述步驟(S1)中極化相干矩陣替換成極化協(xié)方差矩陣。