基于广义Gamma分布的极化合成孔径雷达图像统计建模及其参数估计

摘要

极化合成孔径雷达是高分辨率成像雷达，可以获得全极化信息，具有全天时、全天候、高分辨率的工作特点。在极化SAR图像的处理和应用中，对极化SAR图像进行精确建模是一个棘手的问题。截至目前，很多关于单极化SAR图像建模文章已经发表。但因多视极化SAR图像数据的复杂性，对多视极化SAR图像建模研究相对较少。
　　本文主要研究了多视极化SAR图像建模和参数估计。主要思路为:在乘积模型的基础上，假定纹理变量服从广义Gamma分布，推导出多视极化SAR图像协方差矩阵的概率密度函数，采用矩阵梅林变换来推导对数累积量，求解得出模型参数。主要工作如下所述:
　　1、对基于乘积模型的极化SAR图像建模，其核心在于纹理分布的选择。为了满足建模的精确需求，选择普适性较强的广义Gamma分布作为纹理分布，推导出了多视SAR图像极化协方差矩阵的概率密度函数，借助梅林巴恩斯积分将其转化为包含Fox-H函数的闭式形式。此外，将上述单纹理拓展为交叉极化与同极化具有不同的纹理分布，给出多纹理H-Wishart分布模型。
　　2、本文探讨基于矩阵梅林变换的H-Wishart模型参数估计方法。通过矩阵梅林变换，给出了H-Wishart分布梅林类特征函数及其相对应的对数累积量，而后运用其前三阶对数累积量求解得到H-Wishart模型参数估计，实现了对多视极化SAR图像的精确建模。继而通过分析H-Wishart分布和其他常见分布的二、三阶对数累积量分布图，证明H-Wishart分布在SAR图像建模中具有广泛的适用性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究背景和意义

1．2 论文的研究现状

1．3 论文结构安排

第2章 极化SAR基本特性

2．1 矢量电磁波和极化表征

2．1．1 单平面电磁波

2．1．2 特殊酉群

2．1．3 正交极化基变换

2．2 电磁矢量散射算子

2．2．1 Sinclair极化后向散射矩阵

2．2．3 极化相干矩阵T和协方差矩阵C

2．2．3 极化散射对称

2．2．4 极化Muller矩阵M和Kennaugh矩阵K

2．3 SAR图像相干斑统计特性

2．3．1 SAR图像相干斑的基本特性

2．3．2 多视SAR图像相干斑统计特性和纹理模型

2．3．3 极化和干涉SAR相干斑统计特性

2．4 本章小结

第3章 多视极化SAR图像的H-Wishart模型

3．1 Fox-H函数

3．2 极化SAR数据统计模型

3．2．1 高斯模型

3．2．2 乘积模型

3．2．3 Wishart分布

3．3 基于广义Gamma分布的H-Wishart模型

3．3．1 广义Gamma分布

3．3．2 H-Wishart分布

3．4 基于MKS的参数估计

3．4．1 矩阵梅林类统计

3．4．2 样本MLM和MLC的渐近分布

3．4．3 常见模型的参数估计

3．4．4 基于MKS的H-Wishart参数估计

3．5 实验仿真与分析

3．5．1 建模精度分析

3．5．2 实验数据

3．5．3 实验仿真

3．5．4 实验分析

3．6 本章小结

第4章 多纹理H-Wishart模型

4．1 多纹理建模

4．2 多纹理模型基于矩阵梅林变换的参数估计

4．3 实验仿真与分析

4．3．1 实验数据

4．3．2 实验仿真

4．3．3 实验分析

4．4 本章小结

总结与展望

论文工作总结

未来工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科研成果