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相位保持的多通道SAR复图像压缩技术
  • 项目名称:相位保持的多通道SAR复图像压缩技术
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:61101201
  • 申请代码:F010404
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:潘志刚
  • 依托单位:中国科学院电子学研究所
  • 批准年度:2011
中文摘要:

与单通道SAR系统相比,多通道SAR系统(如干涉、极化、极化干涉)具有数据量大、图像应用时需要幅度和相位信息等特点。为满足成像数据的实时传输要求,通常需要对图像进行压缩处理。课题面向干涉、极化SAR的实时应用方向,针对多通道SAR复图像数据,研究基于相位保持的SAR图像压缩理论和新方法,包括(1)研究多通道SAR图像数据间的关联模型以及通道间数据的去相关方法;(2)研究SAR图像数据的高效稀疏表示方法和对稀疏变换系数的量化编码方法;(3)研究多通道SAR数据和噪声的数学表征模型,在此基础上研究能够充分保留SAR图像目标幅度、相位、极化特征的噪声滤除算法并与SAR图像压缩相结合,实现压缩倍数和压缩性能的进一步提高。课题拟在理论上提出多通道SAR图像联合去噪、压缩的新方法,并通过实测数据验证所提方法的性能和适用性。课题研究在多通道SAR图像的实时应用方面具有重要理论意义和实际应用价值。

结论摘要:

与单通道SAR系统相比,多通道SAR系统(如干涉、极化)具有数据量大、图像应用时需要相位信息等特点。课题面向干涉、极化SAR的实时应用方向,研究基于相位保持的多通道SAR数据压缩理论和新方法,主要内容包括(1)研究多通道SAR数据间的关联模型以及通道间数据的去相关方法;(2)研究SAR数据的高效稀疏表示方法和对变换系数的量化编码方法;(3)研究多通道SAR图像数据和噪声的数学表征模型,在此基础上研究能够充分保留SAR图像幅度、相位的去噪算法并与图像压缩相结合,实现压缩性能的进一步提高。 项目重要成果(1)针对SAR原始数据压缩,在固定码率BAQ算法基础上,提出可自适应码率分配的BAQ算法,推导了基于高斯信源率失真函数的最优比特分配公式,与传统BAQ算法相比,以较小的复杂度增加为代价,可同时提高SAR图像信噪比及相位精度,并可实现分数比特率,增加了应用的灵活性。(2)研究了SAR原始数据幅度相位压缩算法,提出了AP-TCQ算法,该方法与BAQ方法相比具有更好的相位保持特性。(3)针对SAR复图像压缩,提出了基于自适应比特分配的SAR图像分块压缩方法,该方法总体压缩性能优于等比特率的分块压缩算法,对于目标和纹理区域具有较好的视觉效果。(4)研究了基于压缩感知的SAR复图像压缩方法,在压缩感知信号降维方面,提出了一种更优化的观测矩阵构造方法;在信号重构方面,提出了一种基于微分熵和迭代加权最小二乘的改进重构算法。(5)研究了采用Shearlet变换进行SAR幅度图像去噪的新方法,与传统方法相比具有较好的去噪和目标增强效果。(6)针对全极化SAR图像数据,研究了4个极化通道之间的数据相关性。利用全极化SAR图像在极化通道之间的相关性,提出基于三维矩阵变换的压缩方法,可有效的实现极化通道间数据的去相关,有利于后续的量化、编码。(7)研究了基于方向提升小波变换和基于Bandelets变换的SAR图像稀疏变换方法。共形成研究报告6篇,已发表论文6篇,其中国外期刊2篇,国际会议2篇,国内核心2篇,录用待发表论文3篇。发表论文中被SCI检索1篇,EI检索1篇,ISTP检索1篇。培养研究生3人。项目对SAR原始数据压缩,SAR复图像压缩、去噪等进行了深入研究,按时完成了项目研究计划。项目跟踪国际最新技术,研究成果对推动我国SAR数据实时应用具有一定的理论意义和应用价值。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 5
  • 2
  • 0
  • 0
  • 0
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