一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，包括步驟一：確定SAR圖像中模糊區(qū)域的位置并分類；步驟二：采用壓縮感知方法去除孤立模糊；步驟三：采用基于模版的圖像修補方法去除區(qū)域模糊。相比于傳統(tǒng)的帶通濾波等方法，本發(fā)明提出的方法直接判斷出方位模糊所在位置，有針對性的直接作用于模糊區(qū)域，減少了對正常區(qū)域的影響。傳統(tǒng)的帶通濾波等方法會降低信噪比（signal-to-noise?ratio，SNR），甚至會增強斑點噪聲。另外，傳統(tǒng)方法也難以完全去除模糊，在圖像上仍會有部分模糊信號殘留。本發(fā)明提出的方法不存在上述問題。
【專利說明】一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，屬于信號處理【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]合成孔徑雷達(synthetic aperture radar, SAR)是一種基于空間高度對地球進行觀測的高分辨率遙感探測雷達。由于星載SAR衛(wèi)星能克服云霧雨雪和暗夜條件的困難對地面目標進行成像，實現(xiàn)全天時、全天候、高分辨率、寬幅對地觀測，因此在軍事、海洋、林業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。日漸增長的應(yīng)用需求對高分辨率SAR圖像質(zhì)量提出了更高的要求，然而，星載SAR本身的工作機理決定了其存在模糊現(xiàn)象，導致圖像質(zhì)量降低，影響目標解譯和識別。
[0003]星載SAR的模糊主要包括距離模糊和方位模糊兩類。距離模糊是由距離向目標回波和模糊區(qū)回波在時域混疊造成的，而方位模糊則是由星載SAR在運動過程中對回波采樣，導致方位頻譜旁瓣信號進入處理器帶寬內(nèi)引起的。方位模糊在海陸交界等圖像動態(tài)變化很大的區(qū)域尤為明顯，陸地上強目標的方位模糊圖像會在回波強度較弱、圖像亮度較低的海面上顯示出來，這種“鬼影”現(xiàn)象使得圖像視覺效果變差。對于圖像域的方位模糊抑制方法，通常采用帶通濾波器法和相位刪除法等，但這些方法均難以將模糊信號濾除干凈，甚至會降低圖像分辨率，增強斑點噪聲效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了抑制星載條帶模式SAR圖像的方位模糊，提出一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法。該方法能夠有效地去除海陸交界等區(qū)域的SAR圖像方位模糊，提高圖像質(zhì)量，進而增強圖像的可判讀性。
[0005]本發(fā)明的一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，包括以下幾個步驟:
[0006]步驟一:確定SAR圖像中模糊區(qū)域的位置并分類
[0007]首先，根據(jù)SAR運行參數(shù)確定方位模糊的偏移量；其次，結(jié)合天線方向圖確定圖像中方位模糊所處位置；最后根據(jù)模糊塊的大小，將其分為孤立模糊和區(qū)域模糊，分別處理。
[0008]步驟二:采用壓縮感知方法去除孤立模糊
[0009]將二維圖像轉(zhuǎn)化成一維列向量，利用小波變換和高斯銳化矩陣獲取圖像的稀疏表示，再使用正交匹配追蹤(Orthogonal Matching Pursuit, 0MP)方法重建圖像,最后將原圖像中孤立模糊塊用重建圖像替代，去除孤立模糊。
[0010]步驟三:采用基于模版的圖像修補方法去除區(qū)域模糊
[0011]對于區(qū)域模糊，首先計算模糊區(qū)域邊界上所有點的填充優(yōu)先度，并確定最高優(yōu)先度區(qū)域。其次，在源區(qū)域?qū)ふ易罱咏难a丁塊填充模糊區(qū)域。以此類推，沿著模糊塊邊界逐步向內(nèi)延伸填充，直至完成所有區(qū)域模糊塊的處理。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0013](I)針對性。相比于傳統(tǒng)的帶通濾波等方法，本發(fā)明提出的方法直接判斷出方位模糊所在位置，有針對性的直接作用于模糊區(qū)域，減少了對正常區(qū)域的影響。
[0014](2)有效性。傳統(tǒng)的帶通濾波等方法會降低信噪比(signal-to-noiseratio, SNR)，甚至會增強斑點噪聲。另外，傳統(tǒng)方法也難以完全去除模糊，在圖像上仍會有部分模糊信號殘留。本發(fā)明提出的方法不存在上述問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明方法數(shù)據(jù)處理流程圖。
[0016]圖2是基于模版的圖像修補方法示意圖。
[0017]圖3是處理效果對比圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0019]本發(fā)明是一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，流程如圖1所示，包括以下幾個步驟:
[0020]步驟一:確定SAR圖像中模糊區(qū)域的位置并分類
[0021]具體為:
[0022](1)由單視復圖像(Single-Look-Complex, SLC)得到局部平均圖像,設(shè)原單視復圖像為S，得到的局部平均圖像為Sli:
【權(quán)利要求】
1.一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，包括以下幾個步驟: 步驟一:確定SAR圖像中模糊區(qū)域的位置并分類； 具體為: (O由單視復圖像得到局部平均圖像，設(shè)原單視復圖像為S，得到的局部平均圖像為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，所述的ma = 40, nr = 15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，所述的步驟二具體為: (O原單視復圖像S按列展成長度為N = mXn —維列向量S’:
S，=S(a, I) U S(a, 2) U …US(a，n) 其中，a為方位向變量； (2)對S’采樣得到長度為M的一維列向量ys: ys = os， 其中，Φ是采樣矩陣，只含有“O”和“I”;每行僅有I個“1”，共M個“I”;顯然“I”的列編號決定了采樣點在原圖像中的位置；若列編號為y，則采樣坐標位置為imocK.nm), L-J}；



m注意，不要采樣到孤立模糊位置，即模糊判斷矩陣B(a，r)中為“I”的元素位置； (3)構(gòu)建稀疏性 令:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，所述的δ = 0.1X I |ys| 2ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載合成孔徑雷達條帶模式方位模糊抑制方法，所述的步驟三具體為: (1)將S1中區(qū)域模糊像素點全部置0，得到X塊空白區(qū)域； (2)設(shè)C(p)表征圖像中P點的可信度；初始化C(p)，令=VpeQ以及令可信度
【文檔編號】G01S13/90GK103605119SQ201310428893
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】陳杰, 馬寶伯, 王凱, 張豪杰, 王鵬波, 楊威 申請人:北京航空航天大學