一種基于先驗知識的方位不變目標(biāo)增強(qiáng)成像方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于雷達(dá)信號處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于先驗知識的方位不變目標(biāo)增強(qiáng)成像方法。首先，將雷達(dá)回波沿方位向劃分成N塊子孔徑，得到對應(yīng)各方位視角的子孔徑圖像，將待成像區(qū)域劃分為均勻成像網(wǎng)格，獲取子孔徑成像圖；對方位不變目標(biāo)進(jìn)行增強(qiáng)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有雷場探測中存在的前端成像與后端檢測相互獨立、互不服務(wù)的缺點，即在前端成像過程中引入地雷這類目標(biāo)的方位不變先驗知識，預(yù)先對其進(jìn)行增強(qiáng)，最終得到突出弱小地雷目標(biāo)，抑制大多數(shù)人造和自然雜波的SAR圖像。
【專利說明】一種基于先驗知識的方位不變目標(biāo)增強(qiáng)成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)信號處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于先驗知識的方位不變目標(biāo)增強(qiáng)成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超寬帶SAR雷場探測技術(shù)是一種在大面積內(nèi)檢測復(fù)雜環(huán)境中的弱小目標(biāo)的應(yīng)用，技術(shù)難度大，是近年來探雷和超寬帶雷達(dá)領(lǐng)域的研究熱點。通常的做法是先對雷達(dá)波束照射的場景區(qū)域進(jìn)行SAR成像，然后對SAR圖像中檢測出的ROI (感興趣區(qū)域:Region ofInteresting)進(jìn)行特征提取，最后進(jìn)行地雷目標(biāo)的鑒別。典型的應(yīng)用系統(tǒng)有中國國防科技大學(xué)研制的飛艇載GP-SAR(探地合成孔徑雷達(dá):Ground Penetrate Synthetic ApertureRadar),美國基于無人直升機(jī)平臺的MirageGPR系統(tǒng)、英國的基于飛艇平臺的Mineseeker和基于UH-60直升機(jī)的APGPR系統(tǒng)等。以上這些系統(tǒng)的處理中，成像，檢測，鑒別是分開考慮的。在成像時場景中的各類目標(biāo)均等同視為各向同性點目標(biāo)，隨后檢測鑒別時，則盡可能利用地雷目標(biāo)的時頻聯(lián)合特征進(jìn)行鑒別。為了提高系統(tǒng)在低信雜比(SCR:Signal ClutterRatio)條件下的穩(wěn)健性，特征提取、訓(xùn)練和分類算法日漸趨于復(fù)雜。
[0003]2007年金添在其博士論文(金添，《超寬帶SAR淺埋目標(biāo)成像與檢測的理論和技術(shù)研究》，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文，2007年)中提出“面向檢測的成像”的概念，指出應(yīng)在成像中引入待檢測目標(biāo)的先驗信息，使其為后續(xù)的檢測與鑒別服務(wù)。地雷是一種典型的方位不變目標(biāo)(Christopher R.Ratto, Peter A.Torrione, andLeslie M.Collins,Exploiting Ground-Penetrating RadarPhenomenology in aContext-Dependent Framework for Landmine Detection and Discrimination.1EEETransactions on Geoscience and Remote Sensing, 2011，49 (5): 1689-1699),具有軸對稱結(jié)構(gòu)，其最顯著的特征為散射特性的方位不變性，而大多數(shù)人造和自然雜波散射具有正側(cè)閃爍效應(yīng)。如果不拘泥于傳統(tǒng)的目標(biāo)成像、檢測與識別流程，將待檢測方位不變目標(biāo)的先驗知識引入到成像過程中，即在前端成像過程中考慮到方位不變目標(biāo)的方位不變性，并預(yù)先對其進(jìn)行增強(qiáng)，有望在復(fù)雜成像環(huán)境中突出弱小地雷目標(biāo)，抑制大多數(shù)不具備該特性的人造和自然雜波，降低后續(xù)檢測的壓力并改善后續(xù)檢測效果。如何將地雷的方位不變性引入到成像過程中，預(yù)先對其進(jìn)行增強(qiáng)，實現(xiàn)“面向地雷檢測的成像”是遠(yuǎn)距離雷場探測亟待解決的一個關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有雷場探測中存在的前端成像與后端檢測相互獨立、互不服務(wù)的缺點，提出一種面向檢測的方位不變目標(biāo)增強(qiáng)方法，即在前端成像過程中引入地雷這類目標(biāo)的方位不變先驗知識，預(yù)先對其進(jìn)行增強(qiáng)，最終得到突出弱小地雷目標(biāo)，抑制大多數(shù)人造和自然雜波的SAR圖像。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:[0006]一種基于先驗知識的方位不變目標(biāo)增強(qiáng)成像方法，其特征在于包括以下步驟:
[0007](Si)獲取子孔徑成像圖步驟如下:將雷達(dá)回波沿方位向劃分成N塊子孔徑，得到對應(yīng)各方位視角θ n的子孔徑圖像In，將待成像區(qū)域劃分為均勻成像網(wǎng)格(i，j)，以Pi，j表
示子孔徑圖像In的像素點值，將子孔徑圖像進(jìn)一步表示為/" = OO其中，η = I,…，N ;i
=1，…，M;j = 1，…，W;N，M，W均為自然數(shù)；
[0008](s2)對方位不變目標(biāo)進(jìn)行增強(qiáng)，該步驟分為以下3步，
[0009](s201)計算子孔徑圖像In的權(quán)重圖5，
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種基于先驗知識的方位不變目標(biāo)增強(qiáng)成像方法，其特征在于包括以下步驟: (Si)獲取子孔徑成像圖，步驟如下:將雷達(dá)回波沿方位向劃分成N塊子孔徑，得到對應(yīng)各方位視角Θ n的子孔徑圖像，將待成像區(qū)域劃分為均勻成像網(wǎng)格(i，j)，以Pi，j表示子孔徑圖像In的像素點值，將子孔徑圖像進(jìn)一步表示為7" = _!尤l.其中，η = 1，...，N ;i =1，…，M;j = 1，…，W;N，M，W均為自然數(shù)； (s2)對方位不變目標(biāo)進(jìn)行增強(qiáng)，該步驟分為以下3步， (s201)計算子孔徑圖像In的權(quán)重圖
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方位不變目標(biāo)增強(qiáng)成像方法，其特征在于:所述N取值為8~16之間的自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方位不變目標(biāo)增強(qiáng)成像方法，其特征在于:所述λ取值為I。
【文檔編號】G01S13/90GK103969646SQ201410203149
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】梁福來, 張漢華, 李楊寰, 王建, 宋千, 陸必應(yīng), 周智敏, 金添, 安道祥, 范崇祎 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)