基于IDL的SAR圖像處理及質(zhì)量評估系統
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?。?IDL 的組成及特點(diǎn)
IDL由以下幾個(gè)基本軟件包組成：
1.1 信號處理與圖象處理
信號處理作為一門(mén)應用廣泛的技術(shù),在現代數據處理中占有非常重要的地位。IDL發(fā)展了一個(gè)非常完善的信號處理軟件包,它不僅包括大量頻域信號分析方法（如：1～7維FFT、頻域濾波及分析、多種高維卷積、波譜分析、復空間極點(diǎn)分析等）還有大量空間域分析及處理方法（如：形態(tài)分析、空間濾波、邊緣提取、波形分析、空間變換等）和時(shí)間域分析（如：時(shí)間序列分析、小波變換及分析（152個(gè)功能）、信號編輯等）。作為特殊的信號處理,圖象處理也成為這個(gè)軟件包的主要功能,它除了通用信號處理的方法外,還有如彩色空間變換、真彩色—假彩色變換、直方圖統計及分析、放大及平移各種地理分析及多項式扭曲等大量圖象處理的特有功能。這個(gè)軟件包為用戶(hù)提供了一個(gè)強有力的信號及圖象分析工具。
1.2 可視化軟件包
IDL的可視化由兩部分組成,一是二維可視化,它包括多種曲面生成方法,曲面擬合方法,曲面平滑方法,權重曲面生成法,一維及二維數據顯示,多數據疊合,矢量數據顯示等。另一個(gè)非常重要的部分是三維及高維數據可視化,它的主要功能有三維顯示、三維動(dòng)畫(huà)（利用OpenGL）,三維實(shí)體分析及可視化,四維數據顯示及分析,實(shí)時(shí)規則與非規則網(wǎng)格生成,Z-buffered圖形及實(shí)體等值分析及顯示等。
1.3 數學(xué)分析軟件包
數學(xué)分析是科學(xué)計算可視化的基礎,因此IDL具有極強的數據分析能力。它包括：積分（十多種積分方法）、特征向量空間分析系統、線(xiàn)性系統、空余線(xiàn)性系統、非線(xiàn)性系統、多種求值方法、多維優(yōu)化系統、相關(guān)分析及回歸預測系統、模型分析及檢測系統、高維檢值等。
1.4 地圖投影及轉換軟件包
IDL對地理的重視反映在它的獨特的地圖投影軟件包中,其中它不僅包含了幾乎所有的地圖投影公式及模型,而且可以全部可視化（以圖形和高分辨率圖象顯示）,它可以對任何圖象數據進(jìn)行地圖投影的校正及投影之間的轉換,使地球科學(xué)的用戶(hù)可以很容易地實(shí)現自己的功能。
1.5 圖象界面工具軟件包
作為一個(gè)可視化語(yǔ)言,用戶(hù)圖形界面（GUI）的強大與否直接決定了其應用的質(zhì)量。IDL提供了一個(gè)強有力的GUI（Graphical User Interfaces）,它包括數十種用戶(hù)工具,如三維飛行工具、動(dòng)畫(huà)工具、注冊工具、Bitmap編輯工具、彩色表的編輯與應用、界面及菜單生成工具、實(shí)體分析工具等。
1.6 開(kāi)發(fā)及編輯工具
為了使用戶(hù)更容易地用來(lái)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā),IDL不僅為用戶(hù)建立了可視化編程的環(huán)境IDE,同時(shí)為用戶(hù)提供了大量的編程工具。
1.7 ODBC數據庫接口
IDL開(kāi)發(fā)了通用ODBC接口,使得用戶(hù)不僅可以對數據做可視化分析,而且可以對所有數據進(jìn)行管理,這是可視化軟件發(fā)展的必然趨勢。
此外,從IDL5.0版開(kāi)始,IDL改變了舊有的編程結構,采用了面向對象的編程方法,提供了新的面向對象的圖形模型結構,使用戶(hù)不需要重新生成圖形就可以在任何圖形設備上對圖形模型目標進(jìn)行各種操作（如運算、顯示、打印等）;IDL采用OpenGL技術(shù),大大增強了它的三維動(dòng)畫(huà)的可視能力,使得三維動(dòng)畫(huà)與分析緊密結合,它還可以使用OpenGL的硬件加速環(huán)境,從而三維圖形顯示可以達到硬件的顯示趨勢;IDL開(kāi)放式接口采用不同技術(shù)來(lái)與操作系統及其它語(yǔ)言的程序進(jìn)行通訊,例如IDL的Spawn方法可以產(chǎn)生一個(gè)子進(jìn)程進(jìn)行IDL與操作系統的相互通訊,Call-external方法可以在IDL中調用動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）中的C或Fortran子程序。
?。?基于IDL的SAR圖象處理及質(zhì)量評估系統
我們課題組長(cháng)期從事星載合成孔徑雷達（SAR）成象處理方面的研究工作,近期研制開(kāi)發(fā)出基于IDL的SAR圖象處理及質(zhì)量評估系統。采用的操作系統是Windows 98,應用的軟件是美國RSI公司于1998年3月推出的IDL5.0。它的可視化功能,圖形處理能力,用戶(hù)開(kāi)發(fā)環(huán)境成為選擇它的主要原因。
按模塊化的設計思想組織的整個(gè)系統由四個(gè)模塊組成,分別是：用戶(hù)界面、預處理模塊、主處理模塊和斑點(diǎn)抑制算法庫。系統框圖見(jiàn)圖1。
其中,整個(gè)系統的人機交互對話(huà)都是采用IDL5.0 中的各種Widget編寫(xiě)的,當用戶(hù)對某一構件執行某種操作時(shí),IDL就會(huì )對應相應的事件,調用事件響應中的IDL子程序。系統處理和評估結果的顯示充分利用了IDL的直方圖統計、三維圖顯示和等值線(xiàn)顯示等。將斑點(diǎn)抑制算法庫作為一個(gè)獨立的模塊,其主要目的是為了使系統具有良好的可擴充性,并且易于維護。各斑點(diǎn)抑制算法是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的,在IDL中使用Call-external方法可以調用,兼顧了C程序預算速度快的特點(diǎn)。系統通過(guò)IDL的人機交互、信號處理、可視化和開(kāi)放式接口等強大功能,將SAR圖象處理過(guò)程中紛繁的處理操作以及各種運算有機地、條理清楚地組織在一起,集成了SAR圖象處理中所需的大部分功能與操作,并且通過(guò)一個(gè)可視化的圖形用戶(hù)界面在這些功能與用戶(hù)之間進(jìn)行交互,使用戶(hù)只需簡(jiǎn)單的操作就可完成SAR圖象的斑點(diǎn)噪聲抑制和圖象質(zhì)量評估。
總之,IDL是一種具有開(kāi)放性、高維分析能力、科學(xué)計算能力、實(shí)用及可視化分析為一體的計算可視化語(yǔ)言,可應用于眾多研究領(lǐng)域。本文利用了IDL的強大功能,實(shí)現了基于IDL語(yǔ)言的SAR圖象處理和質(zhì)量評估系統,其良好的圖形使用界面使用戶(hù)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的系統操作就可以得到詳盡、直觀(guān)的處理和評估結果。
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