高分三号卫星是中国第一颗成像频段属于C频段的多极化的分辨率可以达到1米的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)卫星,它于2016年8月10日在太原的卫星发射中心使用长征4C发射升空。高分三号卫星不受雨雾等天气条件的约束,不论白天或黑夜,都可以做到随时对地进行成像,是“高分专项”工程的重要基础。但是由于相干成像机制,使得高分三号卫星形成的高分三号SAR图像也会产生比较明显的亮暗相间的斑点,严重影响对高分三号SAR图像的解译工作,所以如何对高分三号SAR图像进行高质量的降斑仍是一个难点。高分三号卫星具有较多的成像模式和较高的分辨率,导致形成的高分三号SAR图像的边缘、点、纹理等信息异常明显,说明高分三号SAR图像具有良好的稀疏性。因此,如果我们考虑高分三号SAR图像的稀疏性,就可以设计出更适合高分三号SAR图像的降斑算法。本文针对高分三号SAR图像如何高效处理斑点进行了深入研究。完成的主要工作如下:(1)介绍了高分三号卫星以及高分三号SAR图像的稀疏特性,通过对高分三号SAR图像的视觉分析和统计分布分析,可以看出高分三号SAR图像具有良好的稀疏特性,所以如果考虑高分三号SAR图像的稀疏特性,就可以设计出更加高效的降斑算法。(2)介绍了剪切波(Shearlet)理论和Shearlet的变换原理,针对传统Shearlet变换中存在的下采样操作会产生频谱混叠,会导致原本属于同一方向的信息会同时出现在不同方向子带中,这在一定意义上削弱了 Shearlet所具有的良好的方向敏感性,所以非下采样Shearlet变换被用来代替传统的Shearlet变换来处理高分三号SAR图像,同时采用简单的小波硬阈值算法来处理变换后存在斑点的高频系数,并且通过实验,证明此方法相对传统的滤波算法,可以更好的抑制斑点同时较好地保留边缘细节信息。(3)提出基于改进核函数的非局部均值和非下采样Shearlet变换的高分三号SAR图像降斑算法。并且针对非局部均值算法中使用的指数型核函数不能很好地解决权值分配的问题,使用改进的核函数来对非局部均值滤波算法进行改进。最后,在对图像进行非下采样Shearlet变换后,使用改进核函数的非局部均值算法来处理高频系数,实验结果表明,所提方法可以较好地抑制斑点同时有效保留边缘细节信息。(4)提出基于L1/2的非局部均值和非下采样Shearlet变换的高分三号SAR图像降斑算法。并且针对非局部均值滤波未能考虑高分三号SAR图像的稀疏特征,导致高分三号SAR图像均匀区域的斑点不能得到很好地抑制,并且图像的边缘细节信息不能很好保留的现象,采用具有更好稀疏性的L1/2范数取代L2范数作为相似性度量的标准来改进非局部均值滤波算法,从而可以更好的抑制均匀区域的斑点,同时更好保留图像的边缘细节信息,但是在保留图像边缘细节信息的过程中改进的非局部均值滤波算法不能很好地抑制边缘区域的斑点,为了解决此问题,采用Shearlet这一新型的多尺度几何分析工具来获得更高效的降斑算法。通过定量指标和定性分析,可以验证所提算法不仅能有效的滤除均匀区域的斑点,又能有效的保留边缘细节信息,同时还可以更好地滤除边缘区域的斑点,可以取得较为理想的降斑效果。