利用经验模态分解和主成分分析的SAR图像相干斑抑制  

Research on SAR Image Speckle Reduction Using EMD and Principle Component Analysis

作　　者：王文波[1,2] 赵攀[1] 张晓东[3,4] 

机构地区：[1]武汉科技大学理学院,湖北武汉430065 [2]北京师范大学遥感科学国家重点实验室,北京100101 [3]武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉430079 [4]卫星海洋环境动力学国家重点实验室,浙江杭州310012

出　　处：《测绘学报》2012年第6期838-843,共6页Acta Geodaetica et Cartographica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(41071270;11201354);国家科技支撑计划(2012BAJ15B04);湖北省自然科学基金(2010CDB03305);武汉市晨光计划(201150431096);遥感科学国家重点实验室开放基金(OFSLRSS201209);测绘遥感信息工程国家重点实验室开放基金(11R01);卫星海洋环境动力学国家重点实验室开放基金(SOED1102);冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室开放基金(C201016;Y201121)

摘　　要：对SAR图像应用对数加性噪声模型,将经验模态分解与主成分分析相结合,提出一种基于PCA的EMD相干斑抑制算法。根据对数SAR图像中相干斑噪声的统计特性和高斯白噪声经EMD分解后的能量分布模型,近似估算SAR图像经EMD分解后各层内蕴模态函数中所含噪声的能量;将内蕴模态函数利用PCA进行分解,根据PCA对含噪信号的分解特性和内蕴模态函数中噪声能量所占的比例,选择合适的成分分量重构内蕴模态函数,以进一步去除噪声保留有用的细节信息。仿真试验结果表明,该方法在有效抑制相干斑噪声的同时,可以较好地保持边缘纹理细节的清晰。By combining the empirical mode decomposition（EMD） and principle component analysis（PCA）, a new speckle reduction method based on EMD is proposed for logarithmic SAR images. Based on the statistical properties of logarithmically transformed speckle and energy distribution model of decomposed Gaussian white noise by EMD, the noise energy in each intrinsic mode function is approximately calculated. After the intrinsic mode function is decomposed by PCA, to further remove the noise and keep useful details, the appropriate principal components are selected according to the noise energy proportion in intrinsic mode function and the decomposition characteristics of PCA, then reconstruct the intrinsic mode function by the selected principal components. The experimental results show that the SAR image edges are retained better and the speckles are removed effectively with the proposed method.

关 键 词：经验模态分解 SAR图像 相干斑抑制 主成分分析 

分 类 号：TN957[电子电信—信号与信息处理]