基于总变分低秩稀疏的全球雷达数据修复算法

作者：葛晨宇; 董良; 许伊昆; 常毅; 张宏鸣

来源：计算机应用, 2021, 1-12.

• 数据修复
• 总变分
• 低秩
• 组稀疏
• 地形因子
• 航天飞机雷达地形测绘任务

针对航天飞机雷达地形测绘任务（SRTM）中存在大量的尖峰、斑点和多向条纹误差形成的混合噪声对后续应用产生严重干扰的问题，提出了一种基于总变分约束的低秩组稀疏（LRGS＿TV）算法。首先，利用数据在局部范围低秩方向上的唯一性，正则化全局多方向条带误差结构，同时使用变分思想进行单向约束；其次，使用加权核范数的非局部自相似性来消除随机噪声，结合TV正则对数据梯度进行约束，减少局部范围变化差值；最后，使用基于交变方向乘数法对低秩组稀疏模型进行求解，保证了模型的收敛性。与基于总变分最小化、单方向总变分、低秩逼近和低秩稀疏等4种处理方法进行定量评估，LRGS＿TV的峰值信噪比可达到38.53dB，结构相似性可达到0.97，均为最优。同时，坡度与坡向结果表明经LRGS＿TV处理后，数据的后续应用有显著改善。实验结果表明，LRGS＿TV能够在保证地形轮廓特征基本不变的情况下更好地修复原始数据，可对SRTM可靠性提高与后续应用提供重要的支持。

• 单位
  西北农林科技大学