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基于X波段导航雷达海面回波图像预处理的研究

作　者: 孙皓
导　师: 宋占杰
学　校: 天津大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: X波段雷达 图像去噪 图像修复 坐标变换
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 32次
引　用: 1次
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内容摘要


X波段导航雷达海面回波数据的采集过程中存在着很多实际问题,包括数据中存在噪声,沿某一扫描方向的数据丢失等。这些问题对后期利用数据来反演各种海态参数存在很大影响,直接影响了参数估计的精度。因此,本文针对以上问题进行了对原始数据的预处理研究。首先,因为X波段雷达回波图像与传统的图像在空间分布上存在很大的不同,所以,根据海面X波段雷达回波图像数据的时空特点,本文提出了一种新的去噪方法。该方法利用线检测对雷达图像中的射线状噪声进行分离,然后针对这种特殊的噪声形式提出一种阈值分割的方法,最后在极坐标下针对噪声点进行插值修复。实验表明,与传统的均值滤波和中值滤波等方法相比,新方法无论在主观视觉还是信噪比方面,都有了一定改进,图像保留了更多的细节信息,具有较好的去噪效果。然后,本文研究了一种基于多幅图像的数据修复算法。在所掌握的数据比较充分的时候,为了保证所修复数据的精度,在图像修复过程中可以考虑引入时间相关性的影响。本文研究了传统的运动估计方法,采用在小波域运动估计的方法查找在时间序列上的匹配块,并在修复的过程中引入这些查找到的匹配块的影响。实验表明,该方法对原始数据有了很好的逼近,保证了修复后数据的精度。最后,本文对原始的图像数据进行了几何变换,还原了真实的扫描空间分布,对非整数网格点使用反距离加权法插值,最终完成了图像的可视化。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 X 波段雷达回波反演技术研究发展  9-10
  1.3 WaMos II 系统简介  10-11
    1.3.1 WaMoS II 特点  10
    1.3.2 WaMoS II 数据输出  10-11
  1.4 本论文研究内容和组织结构  11-13
第二章 X 波段导航雷达基本原理和回波数据分析  13-20
  2.1 X 波段导航雷达的基本原理  13-14
    2.1.1 镜面反射和后向散射  13
    2.1.2 Bragg 散射  13-14
    2.1.3 雷达距离分辨率和方位向分辨率  14
  2.2 原始雷达回波数据格式  14-15
  2.3 位图文件格式介绍  15-18
  2.4 雷达回波数据的可视化  18
  2.5 本章小结  18-20
第三章 图像去噪方法的研究  20-35
  3.1 图像中的噪声  20
  3.2 图像中去噪方法概述  20-21
  3.3 图像的空间域去噪  21-26
    3.3.1 邻域平均法  21-22
    3.3.2 空间域低通滤波法  22
    3.3.3 多幅图像平均法  22-23
    3.3.4 中值滤波  23-25
    3.3.5 复合型中值滤波  25-26
  3.4 图像的变换域去噪  26-32
    3.4.1 频率域低通滤波  26-29
    3.4.2 基于小波变换的图像去噪  29-32
  3.5 图像质量评价方法  32-34
    3.5.1 图像的主观评价  32-33
    3.5.2 图像的客观评价  33-34
  3.6 本章小结  34-35
第四章 基于单幅图像的X 波段导航雷达回波数据去噪研究  35-44
  4.1 X 波段导航雷达回波图像噪声分析  35-37
  4.2 雷达图像噪声的识别  37-39
  4.3 反距离加权法(IDW, Inverse Distance Weighted)插值修复  39-40
  4.4 插值方法在本文中的具体应用  40-41
  4.5 实验结果分析  41-43
  4.6 本章小结  43-44
第五章 基于多幅图像的X 波段导航雷达回波数据修复研究  44-61
  5.1 现有的几种图像修复方法介绍  44-46
    5.1.1 视频序列修复技术  44-45
    5.1.2 扩散修复技术  45-46
    5.1.3 匹配修复技术  46
    5.1.4 图像分解的修复技术  46
  5.2 本文待修复数据介绍  46-47
  5.3 小波基本理论  47-53
    5.3.1 小波及小波变换  47-49
    5.3.2 多分辨分析  49-51
    5.3.3 二维小波变换  51
    5.3.4 塔式分解  51-53
  5.4 基于小波域的多分辨率运动估计  53-55
    5.4.1 多分辨率运动模型  53-54
    5.4.2 分级块匹配运动估计  54
    5.4.3 小波域中的块匹配运动估计  54-55
  5.5 雷达数据的修复  55-58
  5.6 雷达图像的空间几何变换  58-60
  5.7 本章小结  60-61
第六章 结论与展望  61-62
参考文献  62-65
发表论文和参加科研情况说明  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 数据、图像处理及录取
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