對(duì)于Yamaguchi4 分解方法的改進(jìn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法，對(duì)極化雷達(dá)數(shù)據(jù)的相干矩陣進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償，并且分別對(duì)極化方位角補(bǔ)償前后的所述相干矩陣進(jìn)行Yamaguchi4分解；當(dāng)進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前后的體散射分量強(qiáng)度值均大于其他分量強(qiáng)度值，并且進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值在所有分量強(qiáng)度值之和中所占比例大于一閾值時(shí)，采用進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值作為Yamaguchi4分解四分量值，否則采用進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值作為Yamaguchi4分解四分量值。本發(fā)明提供一種對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法，用以提高圖像分解和散射分類的精度。
【專利說(shuō)明】對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及模式識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]極化合成孔徑雷達(dá)(PolarimetricSynthetic Aperture Radar, PolSAR)可以利用不同極化通道的SAR復(fù)圖像區(qū)分物體的細(xì)致結(jié)構(gòu)、目標(biāo)指向、幾何形狀以及物質(zhì)組成等參數(shù)，在遙感領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]在極化SAR數(shù)據(jù)分析中，可以利用極化目標(biāo)分解理論提取地物的極化散射特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)極化SAR圖像的分類、地物的檢測(cè)和識(shí)別等應(yīng)用[2-4]。極化分解方法分為相干極化目標(biāo)分解和非相干極化目標(biāo)分解。其中，最著名的分解理論是Pauli相干分解和基于特征值分析的Cloude-Pottier非相干分解。
[0004]在非相干分解中，F(xiàn)reeman和Durden等人于1998年第一次提出了一種基于物理散射模型的散射功率分解方法。該方法在反射對(duì)稱的假設(shè)前提下，將極化信息分解為螺旋體散射、二次散射和體散射；2005年Yamaguchi等人在Freeman-Durden研究基礎(chǔ)上，考慮到城區(qū)非均勻性，將不滿足反射對(duì)稱的部分分解為螺旋體散射，并將分解方法應(yīng)用到城區(qū)的地物分類，取得了較好的效果。
[0005]通過(guò)Yamaguchi4分解獲得的散射分量可以用來(lái)合成RGB彩色圖像:紅色代表二次散射、綠色代表體散射、藍(lán)色代表螺旋體散射。在POLSAR圖像分析中，彩色圖像更容易理解，它的每個(gè)顏色代表一個(gè)特定的散射機(jī)制。
[0006]然而，基于散射模型的極化分解中，一些二次散射的像元會(huì)錯(cuò)誤地呈現(xiàn)出其它散射類型，從而給地物識(shí)別帶來(lái)困難，這一現(xiàn)象多見(jiàn)于城區(qū)的建筑物。如圖2所示，在Yamaguchi4分解的RGB圖像中，建筑物(patch A)主散射機(jī)制是二次散射，圖上呈現(xiàn)紅色；而建筑物(Patch B)主散射機(jī)制錯(cuò)誤地表現(xiàn)為體散射，圖上呈現(xiàn)綠色；林地的主要散射機(jī)制是體散射，呈現(xiàn)綠色。這一極化分解結(jié)果會(huì)導(dǎo)致圖像目視解譯錯(cuò)誤，部分建筑物會(huì)被錯(cuò)誤地識(shí)別為林地。這一問(wèn)題的出現(xiàn)是由于地形方位向坡度的存在，使得極化系統(tǒng)量測(cè)的極化信息產(chǎn)生了一定偏移，目標(biāo)地物的交叉極化分量比例上升，從而引起極化信息的不準(zhǔn)確。研究表明，起伏的地形、傾斜的建筑物屋頂、不與方位向平行的建筑物外立墻，都造成這一現(xiàn)象。
[0007]2011年，Yamaguchi等人通過(guò)引入極化方位角對(duì)相干矩陣進(jìn)行補(bǔ)償，改進(jìn)了原來(lái)的四分量分解，一定程度上很好地解決了上述由方位向坡度引出問(wèn)題。如圖3所示，在改進(jìn)后Yamaguchi4分解的RGB圖像中，Patch B正確地表現(xiàn)出二次散射為主的性質(zhì)，圖上顏色為紅色。但是，原本散射類型正確的建筑區(qū)in patch A所呈現(xiàn)的紅色變暗，顏色代表性下降。為了更加明確地比較改進(jìn)前后的優(yōu)劣，可以對(duì)茂密林地(某大橋下方)、建筑物(右側(cè)居民區(qū))各取一個(gè)切面，圖1所示，每個(gè)切面取100個(gè)像素，讀取相應(yīng)二次散射、體散射、螺旋體散射的散射分量功率值，由于螺旋體散射分量是旋轉(zhuǎn)不變的，所以此處不作比較，結(jié)果如圖4所示。改進(jìn)后的散射分量中，建筑物的主散射機(jī)制被矯正為二次散射，但是作為林地主散射機(jī)制的體散射分量功率值下降，由三分量組成的特征空間對(duì)林地的代表性下降。總的來(lái)說(shuō)，改進(jìn)后的Yamaguchi4分解，矯正了部分建筑物的散射機(jī)制，但是也存在著一些不利于目視解譯和地物識(shí)別與分類的現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法，用以提高圖像分解和散射分類的精度。
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種對(duì)于YamagUchi4分解方法的改進(jìn)方法，對(duì)極化雷達(dá)數(shù)據(jù)的相干矩陣進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償，并且分別對(duì)極化方位角補(bǔ)償前后的所述相干矩陣進(jìn)行Yamaguchi4分解；
[0010]當(dāng)進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前后的體散射分量強(qiáng)度值均大于其他分量強(qiáng)度值，并且進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值在所有分量強(qiáng)度值之和中所占比例大于一預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，采用進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值作為Yamaguchi4分解四分量值，否則采用進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值作為Yamaguchi4分解四分量值。
[0011]作為優(yōu)選，具體包括以下步驟:
[0012]S1:獲得原始極化雷達(dá)數(shù)據(jù)的相干矩陣，并進(jìn)行YamagUchi4分解，以獲得地物相應(yīng)的體散射分量、二次散射分量、奇次散射分量以及螺旋體散射分量；
[0013]S2:對(duì)獲得的所述相干矩陣進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償，得到極化方位角補(bǔ)償后的相干矩陣，并進(jìn)行Yamaguchi4分解，獲得極化方位角補(bǔ)償后地物相應(yīng)的體散射分量、二次散射分量、奇次散射分量以及螺旋體散射分量；
[0014]S3:分別根據(jù)步驟SI和步驟S2，依次讀取每個(gè)像元的極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值和極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值；
[0015]對(duì)于滿足下式(I)條件的像元，將其最終的四分量強(qiáng)度值賦值為極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值；否則將其最終的四分量強(qiáng)度值賦值為極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值:
{maxiyoL dbL odd) = νο?
max(voi_poc, dbl_poc、odd_poc) — voljpoc(I)
p — νο?/(νο? + dbl + odd) > E
[0017]其中，
[0018]max(vo1、ab1、odd) = vol條件的含義為極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值大于極化方位角補(bǔ)償前的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值；
[0019]max(vol_poc> abl_poc、odd_poc) = vol_poc條件的含義為極化方位角補(bǔ)償后的體散射分量強(qiáng)度值大于極化方位角補(bǔ)償后的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值；
[0020]P = vol/(vol+abl+odd) > ε條件的含義為極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值所占其與極化方位角補(bǔ)償后的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值之和的比例大于ε，ε為所述預(yù)設(shè)的閾值。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法的有益效果在于:與現(xiàn)有技術(shù)中的Yamaguchi4分解方法相比，本發(fā)明的方法在林地與建筑較多的地區(qū)的表現(xiàn)更優(yōu)。為了解決方位向坡度對(duì)散射模型分解的影響，特別是在城區(qū)的建筑物方面，本發(fā)明采用了 Lee等人提出的極化方位角補(bǔ)償技術(shù)(POC)降低體散射提升二次散射，這一工作與Yamaguchi等人2011年對(duì)四分量分解所做的改進(jìn)相同；與此同時(shí)，在大量林地與建筑物共存的區(qū)域，為了避免林地體散射分量下降以及RGB彩色合成圖像中建筑物顏色代表性下降的問(wèn)題，本發(fā)明最大限度的保持林地未經(jīng)POC的散射成分，從而增加林地與建筑的可辨識(shí)度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為雷達(dá)光學(xué)圖像。
[0023]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的Yamaguchi分解圖像。
[0024]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中一種改進(jìn)后的Yamaguchi分解圖像。
[0025]圖4為不同切面的二次散射、體散射、奇次散射功率折線圖，其中，建筑:(a)原始Yamaguchi分解；(b)改進(jìn)的Yamaguchi分解；林地:(C)原始Yamaguchi分解；(d)改進(jìn)的Yamaguchi 分角軍。
[0026]圖5為本發(fā)明的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法的流程示意圖。
[0027]圖6為采用本發(fā)明的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法的一種效果比對(duì)圖。
[0028]圖7為采用本發(fā)明的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法的一種效果比對(duì)圖。
[0029]圖8為采用本發(fā)明的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法的一種效果比對(duì)圖。
[0030]圖9為采用本發(fā)明的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法的一種效果比對(duì)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0032]首先對(duì)與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)作簡(jiǎn)單介紹。
[0033]極化方位角(Polarizat1n orientat1n angle, P0A)是極化橢圓圍繞雷達(dá)視線方向所旋轉(zhuǎn)的角度，與地形坡度和雷達(dá)視角有關(guān)。對(duì)于分布式媒介，方位角對(duì)于地面坡度的敏感度會(huì)隨著雷達(dá)頻率的升高而降低。Lee等人推導(dǎo)了極化方位角與地形坡度、雷達(dá)入射角的關(guān)系，得出結(jié)論式:
i ^Ian (O
[0034]tan^ = —-—-7 °
-t in-r Sin^
[0035]極化方位角的估計(jì)方法主要分為兩類。一類是利用DEM數(shù)據(jù)，計(jì)算出極化方位角；另一類是直接利用POLSAR數(shù)據(jù)求出極化方位角。針對(duì)第二類，現(xiàn)已提出了多種方法。Schuler和Lee提出了一種應(yīng)用極化特征上峰值的變化來(lái)估算方位角的方法；Lee等人利用圓極化方法估算極化方位角，并將其與第一類方法進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)了該方法的有效性；Xu和Jin通過(guò)最小化交叉極化功率，計(jì)算出了極化方位角，這一方法與Lee的圓極化方法結(jié)果相同；Lee和Pottier等人成功的應(yīng)用Cloude-Pottier極化分解方法對(duì)極化方位角進(jìn)行了估計(jì)。
[0036]由于極化方位角的改變會(huì)導(dǎo)致測(cè)量到的極化回波狀態(tài)發(fā)生改變。一旦極化方位角被推算出來(lái)，對(duì)于極化數(shù)據(jù)的補(bǔ)償就是需要的。極化數(shù)據(jù)補(bǔ)償則是利用獲得的方位角將極化數(shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。以相干矩陣為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明極化數(shù)據(jù)補(bǔ)償?shù)脑怼?br> [0037]單視或者多視處理的相干矩陣[T]:
[0038]
[T] = (kkyr)
I (\^HH + ^VV I2)((S.HH + (SHH — SlZy) ) 2((Shh + SVV)SHV)
=2 ((.^hh ~ ^νν^?^ΗΗ + ^Vk) )(\^hh ~ Svv\z)2((SHH -Svv^Shv)
2〈5Hl/(SHH + S1Z1/) )2(Shv{Shh — Skk) )^(\Shv\2) _
i —Shh + ^vv'
— 1= SHh — ^vv
V 29
L ^ohv J
[0039]相干矩陣[T]被補(bǔ)償。
[0040][Tlnew = U[T]UT
[0041]其中，
'IOO -
[0042]U-Qcos 2Θsin 2Θ 。.0— sin 2Θcos 2Θ.
[0043]2005年,Yamaguchi等人考慮到一幅SAR圖像中可能存在反射不對(duì)稱的區(qū)域,從而在三分量散射模型的基礎(chǔ)上提出了一種四分量散射模型。
[0044]本發(fā)明提供了一種對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法,對(duì)極化雷達(dá)數(shù)據(jù)的相干矩陣進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償，并且分別對(duì)極化方位角補(bǔ)償前后的所述相干矩陣進(jìn)行Yamaguchi4 分角軍:
[0045]當(dāng)進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前后的體散射分量強(qiáng)度值均大于其他分量強(qiáng)度值，并且進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值在所有分量強(qiáng)度值之和中所占比例大于一預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，采用進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值作為Yamaguchi4分解四分量值，否則采用進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值作為Yamaguchi4分解四分量值。
[0046]作為一種【具體實(shí)施方式】，結(jié)合圖5，具體包括以下步驟:
[0047]S1:獲得原始極化雷達(dá)數(shù)據(jù)的相干矩陣，并進(jìn)行YamagUchi4分解，以獲得地物相應(yīng)的體散射分量、二次散射分量、奇次散射分量以及螺旋體散射分量；
[0048]S2:對(duì)獲得的所述相干矩陣進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償，得到極化方位角補(bǔ)償后的相干矩陣，并進(jìn)行Yamaguchi4分解，獲得極化方位角補(bǔ)償后地物相應(yīng)的體散射分量、二次散射分量、奇次散射分量以及螺旋體散射分量；
[0049]S3:分別根據(jù)步驟SI和步驟S2，依次讀取每個(gè)像元的極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值和極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值；
[0050]對(duì)于滿足下式(I)條件的像元，將其最終的四分量強(qiáng)度值賦值為極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值；否則將其最終的四分量強(qiáng)度值賦值為極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值: imax(yol, dbl, odd) = νο?
m.ax(yol_poc, dbl_poc、oddjpoc) — voljpoc(
p 二 vol/(vol + dbl + odd) > E
[0052]其中，
[0053]max (vol、ab 1、odd) = vol條件的含義為極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值大于極化方位角補(bǔ)償前的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值；
[0054]mac (vol_poc> abl_poc、odd_poc) = vol_poc條件的含義為極化方位角補(bǔ)償后的體散射分量強(qiáng)度值大于極化方位角補(bǔ)償后的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值；
[0055]P = vol/(vol+abl+odd) > ε條件的含義為極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值所占其與極化方位角補(bǔ)償后的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值之和的比例大于ε，ε為所述預(yù)設(shè)的閾值。
[0056]vol:極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量
[0057]dbl:極化方位角補(bǔ)償前的二次散射分量
[0058]odd:極化方位角補(bǔ)償前的奇次散射分量
[0059]vol_poc:極化方位角補(bǔ)償后的體散射分量
[0060]dbl_poc:極化方位角補(bǔ)償后的二次散射分量
[0061]odd_poc:極化方位角補(bǔ)償后的奇次散射分量
[0062]max為取最大值運(yùn)算符號(hào)
[0063]以下通過(guò)與現(xiàn)有技術(shù)比對(duì)的方式，具體說(shuō)明和展示采用本發(fā)明的方法在多種雷達(dá)光學(xué)影像下處理的實(shí)施結(jié)果。
[0064]實(shí)施結(jié)果一
[0065]如圖6所示，圖6(a)和圖6(b)分別對(duì)應(yīng)圖2和圖3，圖6(c)為采用本發(fā)明的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法的圖像。將本發(fā)明的方法應(yīng)用于圖1所示的極化SAR數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是AIRSAR系統(tǒng)在某地區(qū)獲取的L波段全極化SAR數(shù)據(jù)，影像的方位向分辨率與距離向分辨率均為10米。該區(qū)域主要包括海洋、森林公園、居民區(qū)等。將本發(fā)明的方法得到的分解結(jié)果、原始分解結(jié)果以及只經(jīng)過(guò)POC的分解結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。在分解合成的RGB圖像中，紅色通道代表二次散射，綠色通道代表體散射，藍(lán)色通道代表螺旋體散射。
[0066]圖6所示，Patch A中的建筑物區(qū)域在圖6 (a)中表現(xiàn)為與林地植被相同的綠色，但在圖6(b)、圖6(c)中正確地變?yōu)榱伺c左側(cè)建筑物相近的紅色。這是由于方位向坡度的變化會(huì)產(chǎn)生與體散射相關(guān)的交叉極化分量。走向不與方位向平行的建筑物受其影響后，體散射分量上升成為主要散射機(jī)制，使得RGB圖像上這部分建筑物呈現(xiàn)與林地一樣綠色。POC技術(shù)就是最小化這部分交叉極化分量，從而使這部分建筑物的體散射分量降低，正確的表現(xiàn)出二次散射為主的特性，進(jìn)而表現(xiàn)為與正交建筑相同的紅色。
[0067]此外，應(yīng)用本文提出方法的分解圖像，建筑物表現(xiàn)為更紅的顏色，與林地的區(qū)別度也更好。在只應(yīng)用了 POC的分解圖像中，Patch B所示的正建筑，紅色表現(xiàn)較差，這一現(xiàn)象在本文所提方法的分解圖像中得到了較大的改善。這是由于減少了 POC對(duì)林地的影響保留了體散射的代表性，使得RGB圖像中主要散射為二次散射的建筑物顏色表現(xiàn)地更紅，更易于遙感影像的解譯。
[0068]實(shí)施結(jié)果二
[0069]圖7 (a)為Yamaguchi4分解方法后的圖像，圖7 (b)為POC后Yamaguchi4分解方法后的圖像，圖7(c)為采用本發(fā)明的方法后的圖像。所示的AIRSAR系統(tǒng)在某地區(qū)獲取的C波段全極化SAR數(shù)據(jù)，影像的方位向分辨率為21.6米，距離向分辨率為9米。圖像的垂直向?yàn)榉轿幌?，水平向?yàn)榫嚯x向。研究區(qū)的地物覆蓋類型包含大面積的自然地物(林地、農(nóng)田)和極化方位角各異的建筑物。在只應(yīng)用POC的分解圖像和新方法的分解圖像中，圖7(a)中呈現(xiàn)綠色的建筑物較大程度上正確地顯示為粉色。其中，本發(fā)明提出的方法優(yōu)于只應(yīng)用POC技術(shù)的Yamaguchi4分解方法。此外，應(yīng)用本發(fā)明提出的分解方法合成的分解圖像，地物的紋理信息更加明顯。
[0070]實(shí)施結(jié)果三
[0071]圖8中，Patch A:圖8 (a)為Yamaguchi4分解方法后的圖像，圖8 (b)為POC后Yamaguchi4分解方法后的圖像，圖8(c)為采用本發(fā)明的方法后的圖像；Patch B:圖8 (d)為Yamaguchi4分解方法后的圖像，圖8(e)為POC后Yamaguchi4分解方法后的圖像，圖8 (f)為采用本發(fā)明的方法后的圖像。Patch A和Patch B兩處地物中呈現(xiàn)二次散射的建筑物區(qū)域依次增多，顏色依次變紅，與林地的可分性依次升高。Patch A中右下角的bridge由綠色準(zhǔn)確地變?yōu)榧t色，表明主要散射機(jī)制為二次散射。
[0072]實(shí)施結(jié)果四
[0073]圖9中，圖9 (a)為處理對(duì)象的雷達(dá)光學(xué)影像，圖9 (b)為Yamaguchi4分解方法后的圖像，圖9(c)為POC后Yamaguchi4分解方法后的圖像，圖9 (d)為采用本發(fā)明的方法后的圖像。同樣，為了證實(shí)方法的有效性，將本發(fā)明的方法應(yīng)用于另外一個(gè)SAR數(shù)據(jù)，如圖9所示。這個(gè)區(qū)域是某城市的一部分，中心地理坐標(biāo)為49° 16' 50" N，123° 07' 06" E。該數(shù)據(jù)是RADARSAT-2系統(tǒng)獲取的C波段SLC全極化SAR數(shù)據(jù)，影像的方位向分辨率為8米，距離向分辨率為12米。從圖9(a)、(b)中可以看出，由于建筑物走向與方位向不平行，林地下方的建筑物的朱散射機(jī)制為體散射，進(jìn)而錯(cuò)誤地呈現(xiàn)為綠色。這一現(xiàn)象在圖9(b)、(c)中得到了改善。但是在只經(jīng)過(guò)POC處理的分解圖像中，右側(cè)的建筑物紅色被削弱，新方法的分解圖像則表現(xiàn)較好。除此之外，研究區(qū)左側(cè)的建筑物多為低矮密集的房屋，二次散射不占主要地位，奇次散射功率值上升，圖像上呈現(xiàn)藍(lán)黑色。針對(duì)這一點(diǎn)，新的分解方法呈現(xiàn)地較好。
[0074]為了更好的體現(xiàn)本發(fā)明的效果，請(qǐng)參見(jiàn)隨本文所附的“其他證明文件”，其中以彩圖方式顯示了本發(fā)明文中所提及的相應(yīng)附圖。
[0075]本發(fā)明的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法的有益效果在于:與現(xiàn)有技術(shù)中的YamagUchi4分解方法相比，本發(fā)明的方法在林地與建筑較多的地區(qū)的表現(xiàn)更優(yōu)。為了解決方位向坡度對(duì)散射模型分解的影響，特別是在城區(qū)的建筑物方面，本發(fā)明采用了 Lee等人提出的極化方位角補(bǔ)償技術(shù)(POC)降低體散射提升二次散射,這一工作與Yamaguchi等人2011年對(duì)四分量分解所做的改進(jìn)相同；與此同時(shí)，在大量林地與建筑物共存的區(qū)域，為了避免林地體散射分量下降以及RGB彩色合成圖像中建筑物顏色代表性下降的問(wèn)題，本發(fā)明最大限度的保持林地未經(jīng)POC的散射成分，從而增加林地與建筑的可辨識(shí)度。
[0076]以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法,其特征在于,對(duì)極化雷達(dá)數(shù)據(jù)的相干矩陣進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償，并且分別對(duì)極化方位角補(bǔ)償前后的所述相干矩陣進(jìn)行Yamaguchi4分解； 當(dāng)進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前后的體散射分量強(qiáng)度值均大于其他分量強(qiáng)度值，并且進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值在所有分量強(qiáng)度值之和中所占比例大于一預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，采用進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值作為Yamaguchi4分解四分量值，否則采用進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值作為Yamaguchi4分解四分量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)于Yamaguchi4分解方法的改進(jìn)方法,其特征在于,具體包括以下步驟: S1:獲得原始極化雷達(dá)數(shù)據(jù)的相干矩陣，并進(jìn)行YamagUchi4分解，以獲得地物相應(yīng)的體散射分量、二次散射分量、奇次散射分量以及螺旋體散射分量； S2:對(duì)獲得的所述相干矩陣進(jìn)行極化方位角補(bǔ)償，得到極化方位角補(bǔ)償后的相干矩陣，并進(jìn)行Yamaguchi4分解，獲得極化方位角補(bǔ)償后地物相應(yīng)的體散射分量、二次散射分量、奇次散射分量以及螺旋體散射分量； S3:分別根據(jù)步驟SI和步驟S2，依次讀取每個(gè)像元的極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值和極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值； 對(duì)于滿足下式(I)條件的像元，將其最終的四分量強(qiáng)度值賦值為極化方位角補(bǔ)償前的四分量強(qiáng)度值；否則將其最終的四分量強(qiáng)度值賦值為極化方位角補(bǔ)償后的四分量強(qiáng)度值: imax(yoL dbl、odd) — vol max(vol_poc、dM_poc、oddjpoc) — vol_poc、1) p — vo I/(vol + dhl + odd) > ￡ 其中， max (vol、dbl、odd) = vol條件的含義為極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值大于極化方位角補(bǔ)償前的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值； max (vol_poc> dbl_poc、odd_poc) = vol_poc條件的含義為極化方位角補(bǔ)償后的體散射分量強(qiáng)度值大于極化方位角補(bǔ)償后的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值； P = vol/ (vol+dbl+odd) > ε條件的含義為極化方位角補(bǔ)償前的體散射分量強(qiáng)度值所占其與極化方位角補(bǔ)償后的二次散射分量強(qiáng)度值和奇次散射分量強(qiáng)度值之和的比例大于ε , ε為所述預(yù)設(shè)的閾值。
【文檔編號(hào)】G01S13/90GK104298882SQ201410549828
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】鄧?yán)? 閆亞男 申請(qǐng)人:首都師范大學(xué)