一种SAR图像中海冰运动特征的提取方法

摘要

本发明公开了一种SAR图像中海冰运动特征的提取方法，所采用的方法是：读入重复观测的二幅SAR图像，对图像分别做平滑及下采样处理，从中选择若干个图像块，并组成图像对；采用傅里叶变换法，从图像对中估计海冰全局运动速度；从第二幅SAR图像中减去海冰的全局运动，然后利用光流法和最小二乘法，从第一幅SAR图像及除去全局运动的第二幅SAR图像中估计海冰的局部运动速度场；最后，采用向量图法将海冰的局部运动速度场可视化于第一幅SAR图像中。本发明具有较高的精度且局部运动速度场显示直观等特点，可用于SAR图像中海冰运动特征的提取。

主权项

一种SAR图像中海冰运动特征的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，读入重复观测的2幅大小为M×N的SAR图像，且观测2幅SAR图像的时间间隔为Δt，SAR图像的方位向分辨率记为ρ_x，距离向分辨率记为ρ_y，将2幅SAR图像分别记为I₁(m,n)和I₂(m,n)，其中，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，x为方位向，y为距离向；步骤2，分别对SAR图像I₁(m,n)和I₂(m,n)做平滑处理及下采样，选择K个大小为L×L的图像块，组成K个图像对，分别记为具体过程为：用高斯核分别与SAR图像I₁(m,n)和I₂(m,n)作卷积，并进行下采样，得到平滑后的图像和即$\widetilde{I_1}=S_p\downarrow [G_{q\times q}^{\sigma }*I_1(m,n)]$和其中，*表示卷积运算，表示方差为σ、大小为q×q的离散高斯核，q取{3,5,7,9,11}，S_p↓表示p次下采样，p取2或者4；从平滑后的图像及图像对应的位置处，选择K个大小为L×L的图像块，组成K个图像对，分别记为其中，m′＝1,2,…,L，n′＝1,2,…,L，i＝1,2,…,K，K的取值范围为5～10，L取64、128或者256；步骤3，采用傅里叶变换法，从图像对中估计海冰全局运动速度，记为利用傅里叶变换法，求第i个图像对的相关函数其中，F[·]表示二维傅里叶变换，F^‑1{·}表示二维逆傅里叶变换，相关函数最大值处所对应的像素点，记为则海冰全局运动速度在方位向上的分量在距离向上的分量$V_{\mathrm{gy}}=\frac{1}{\mathrm{\Delta tK}}\underset{i=1}{\overset{K}{\Sigma }}{\tilde{y}}_i{\rho }_{y}p,$记为${\overrightarrow{V}}_g=(V_{\mathrm{gx}},V_{\mathrm{gy}});$步骤4，从SAR图像I₂(m,n)中减去海冰的全局运动，即其中，表示下取整运算；步骤5，利用光流法和最小二乘法，从SAR图像I₁(m,n)和I₂′(m,n)中估计海冰的局部运动速度场，记为并采用向量图法将海冰的局部运动速度场可视化于SAR图像I1(m,n)中。