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摘要:本发明涉及基于SAR数据的北极海冰分类方法,包括以下步骤:获取SAR数据经预处理后得到RGB假彩色图像;利用RGB假彩色图像和冰图构建海冰数据集;建立神经网络模型,利用海冰数据集进行训练,得到北极海冰分类器;将待识别的SAR数据经预处理后得到待识别的RGB假彩色图像,将待识别的RGB假彩色图像通过北极海冰分类器进行北极海冰分类。本发明降低了热噪声和入射角对图像质量的影响,增强了地物特征和图像可读性。制作海冰数据集时,使用开运算完成了无效像元值的自动去除,减少人工干预。使用transformer作为主干神经网络,配合合适的优化器、损失函数和超参数,不仅可以实现多种海冰类型的识别,而且可以提高北极海冰分类精度。
主权项:1.基于SAR数据的北极海冰分类方法,其特征在于,包括以下步骤:获取SAR数据经预处理后得到RGB假彩色图像;利用RGB假彩色图像和冰图构建海冰数据集;建立神经网络模型,利用海冰数据集进行训练,得到北极海冰分类器;将待识别的SAR数据经预处理后得到待识别的RGB假彩色图像,将待识别的RGB假彩色图像通过北极海冰分类器进行北极海冰分类;所述预处理包括以下步骤:对HH极化数据进行入射角校正、对HV极化数据进行热噪声去除,分别得到预处理后的HH极化数据和HV极化数据;利用预处理后的HH极化数据和HV极化数据制作混合通道数据,对HH极化数据、HV极化数据和混合通道数据进行数据增强,并分别转化成灰度图像;对于HH极化灰度图像、HV极化灰度图像和混合通道灰度图像中的每一种灰度图像,依次进行全局直方图均衡化和限制对比度直方图均衡化,将得到的结果分别作为蓝色、红色和绿色通道图层,合成RGB假彩色图像;所述对HH极化数据进行入射角校正,具体为:利用SAR数据中记录的入射角信息,使用线性回归模型完成HH极化数据入射角校正;所述线性回归模型如下:σnew=σ0+0.049·θ-minθ其中,σ0和σnew分别为校正前和校正后的HH极化数据的后向散射系数,θ为入射角;所述对HV极化数据进行热噪声去除,包括以下步骤:1通过下式得到HV极化数据的原始噪声场P:P=G·PN其中,G是总噪声增益系数,PN是基于原始噪声矢量利用双线性插值得到的噪声场;2通过下式得到去除热噪声后的HV极化数据: 其中,s0是去除热噪声后的σ0值,是未经校正的原始σ0值,Kns,ssw是条带间噪声缩放系数,是条带间噪声差异补偿常量,ssw是子条带号;3对步骤2得到的HV极化数据s0通过下式进行功率补偿,得到最终去除热噪声后的HV极化数据s0o: 其中,s0g是经过高斯滤波器后的HV极化数据σ0值,SNR是s0g与原始噪声场P的比值,s0offset是噪声场补偿值;所述利用预处理后的HH极化数据和HV极化数据制作混合通道数据,包括以下步骤:将经过数据预处理后的HH极化数据和HV极化数据分别进行偏移量处理: 混合通道数据G通过下式得到:G=HVm×2×HHm+HVm×1-2×HHm其中,HH和HHm分别为预处理后的HH极化数据和偏移量处理后的HH极化数据,HV和HVm分别为预处理后的HV极化数据和偏移量处理后的HV极化数据。
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