基于信号子空间的激光主动成像散斑去除

王灿进，孙 涛，王挺峰，郭 劲，刘玉龙

（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，长春130033；2.吉林省烟草专卖局 信息中心，长春130033）

0 引 言

激光主动成像［1］系统具有分辨率高、抗干扰能力强、不受环境光限制等优点，适用于微光、夜视以及远距离暗目标的探测成像，目前已广泛应用于远距离监视、自动目标识别等领域［2－3］。在主动成像过程中，由于相干光经过目标表面反射或者通过无规则涨落的折射媒介传播，会形成一种信号相关的乘性噪声，即散斑噪声，造成图像质量严重下降。文献［4］通过计算灰度概率分布曲线证明散斑噪声是激光主动成像的主要噪声，因此研究抑制散斑噪声的算法是大多数激光主动成像系统都必须考虑的内容。

国内外学者提出诸多抑制散斑噪声的经典算法，包括 均 值 滤 波［5］、Lee滤 波［6］、Frost滤 波［7］、Kuan滤波［8］及其改进算法［9］。这些滤波器使用一定大小的滤波窗口在图像上滑动，使用不同算法计算出当前像素的替代值，其中Lee滤波由于在滤除噪声和保留信号完整性之间能够达到较好的平衡而倍受关注。这类窗口算法虽然在同类区域去除散斑噪声效果较好，但运算时间较长，对于图像边缘和细节信息的保留能力也不理想。变换域降噪算法中使用较多的是小波软阈值滤波［10－11］，这类算法缺陷在于阈值的选取较为困难，阈值过大容易丢失图像细节信息，阈值过小则不能很好地去除噪声。近年来出现了不少针对散斑噪声的新算法，如Jarabo－Amores等［12］提出一种基于“mean－shift”滤波的去噪方法，该方法不必事先假设噪声的统计模型而能够达到与统计去噪相当的效果。……