[发明专利]一种基于剪切波的SAR图像边缘检测方法

说明书

本发明属于图像边缘检测技术领域，具体涉及一种基于剪切波的SAR图像边缘检测方法包括以下步骤：步骤一：构造偶剪切波模型；步骤二：对构造好的偶剪切波模型进行希尔伯特变换；步骤三：根据剪切波系数计算边缘的最佳方向；步骤四：计算边缘最佳方向计算边缘存在的可能性；步骤五：将步骤四中检测结果进行二值化；步骤六：对步骤五中得到的二值化图像进行形态学处理；步骤七：对步骤六中形态学处理后的图像进行边缘的细化，得到最终图像；本方法检测出的边缘结果非常贴近实际的边缘特征，并且可以去掉大量伪边缘，非常适用于强噪声干扰下的SAR图像边缘检测。

技术领域

本发明属于图像边缘检测技术领域，具体涉及一种基于剪切波的SAR 图像边缘检测方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种高分辨率的相干成像雷达，可以全天候、全天时的成像，它的成像机理非常复杂，极易形成性乘性相干斑噪声。这使得传统的边缘检测方式无法适用于SAR图像的边缘检测，而近些年逐渐发展起来的用于克服SAR图像乘性相干斑噪声影响的边缘检测方法，也在使用中暴露出了其弱方向性的问题。

传统的边缘检测算子，比如Prewitt算子、Sobel算子，它们是将微分可以作为边缘的表征，通过构造对像素灰度级阶变化敏感的微分算子来进行边缘检测的。这样的方式虽然能检测出图像的边缘信息，但效果不好无法克服SAR图像的噪声影响，往往会检测出与真实边缘混杂在一起的虚假边缘。

现在常用于SAR图像边缘检测的算子，比如指数加权均值比率(Ratio ofExponentially Weighted Averages，ROEWA)检测算子等，这些算子均具有恒虚警率，并在一定程度上克服了经典梯度边缘检测算子对乘性噪声敏感的缺点。但是学者们发现它们存在弱方向性问题，计算边缘点的方向时仅能获得[0，π/2)角度范围。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于剪切波的SAR图像边缘检测方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于剪切波的SAR图像边缘检测方法，包括以下步骤：

步骤一：构造偶剪切波模型；

步骤二：对构造好的偶剪切波模型进行希尔伯特变换，将偶对称剪切波作为复数剪切波模型的实部，奇对称剪切波作为复数剪切波的虚部，得到复杂剪切波模型；并使用复杂的剪切波模型对SAR图像做处理，得到相应的剪切波系数；

步骤三：根据剪切波系数计算边缘的最佳方向；

步骤四：计算边缘最佳方向计算边缘存在的可能性；

步骤五：将步骤四中检测结果进行二值化，得到二值图像；

步骤六：对步骤五中得到的二值化图像进行形态学处理；

步骤七：对步骤六中形态学处理后的图像进行边缘的细化，得到最终图像。

进一步的，所述步骤一中剪切波的各向异性膨胀定义如下：

其中a为尺度参数，s为剪切参数，t为平移参数，各向异性膨胀矩阵定义为剪切矩阵定义为

进一步的，所述步骤二设ψ^even为偶对称剪切波，且为函数的实部，那么复杂剪切波的定义如下：

ψ＝ψ^even+iψ^odd:＝ψ^even+iH(ψ^even)

其中ψ^odd表示奇对称剪切波，函数H(·)表示希尔伯特变换，其变换公式如下：