[發明專利]基于幅相聯合的SAR圖像動目標陰影提取方法

有效

• 申請號: 201610065517.8
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105741286B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 楊志偉;廖桂生;田敏;許華健
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/10
• 分類號: G06T7/10
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了一種基于幅相聯合的SAR圖像動目標陰影提取方法，思路是：對經過通道均衡與圖像配準后的兩個相鄰通道的SAR圖像數據進行干涉處理，得到干涉幅度圖和干涉相位圖；設定分割閾值，將干涉幅度圖中低于分割閾值的陰影區域提取出來，獲得干涉幅度分割圖，并將所述干涉幅度二值分割圖聚類為K個閉合區域，然后統計每一個閉合區域的干涉相位方差，并設定干涉相位方差門限，然后將K個閉合區域中高于所述干涉相位方差門限的閉合區域提取出來，得到基于幅相聯合的SAR圖像動目標陰影區域；根據動目標經驗尺寸選取所述基于幅相聯合的SAR圖像動目標陰影區域中符合SAR圖像動目標陰影尺寸范圍的區域，作為最終的SAR圖像動目標陰影。

技術領域

本發明屬于運動平臺雷達運動目標檢測技術領域，特別涉及一種基于幅相聯合的SAR圖像動目標陰影提取方法，適用于遠程監視情況下高分辨機載/星載SAR圖像中的慢速運動目標陰影區域的提取。

背景技術

隨著SAR圖像分辨率的提高，使得在雷達遠程監視模式下，即低擦地角大于入射角的情況下，由SAR圖像中目標的遮擋效應所引起的陰影是普遍存在的；在SAR圖像解譯中，利用SAR圖像中目標的陰影能夠輔助完成目標檢測和目標幾何參數估計。由于動目標具有特定的徑向速度，導致動目標在SAR圖像中偏離真實位置，并在真實位置附近留下動目標本身的正射陰影與投射的陰影，因此從SAR圖像上準確分割出動目標陰影能夠更好地輔助動目標檢測。

SAR圖像中陰影部分的地面散射系數較低，回波信號接近噪聲水平，幅度相對于周圍雜波區域較小，因此陰影部分在SAR圖像中呈現暗色區域，且干涉相位雜亂無章，近似認為服從均勻分布。目前，SAR圖像中許多陰影部分的提取方法只是建立在幅度信息或者SAR圖像灰度值信息上的分割，例如直方圖分割方法和馬爾可夫分割方法都是基于SAR圖像像素灰度值的分割，容易將許多非陰影區域，即將幅度或灰度接近幅度或灰度進行分割門限且干涉相位接近零的低雜波區域認為是陰影部分。

韓萍等人在文獻《一種改進的基于SVM的SAR目標及陰影圖像分割方法》(SystemsEngineering and Electronics，2010，32(8))中以SAR圖像灰度值作為分割特征，先對背景、目標、陰影分別進行初始分割，再將初始分割后的輸出送入支持向量機(SVM)，并通過對原始SAR圖像再分割迭代循環訓練支持向量機(SVM)，最終形成分類器，進而對原始SAR圖像分割出背景、動目標、陰影區域，該方法只是建立在像素灰度值意義上的陰影分割，容易將較低雜波區域分割成陰影區域。

索志勇等人在文獻《干涉SAR陰影提取及相位補償方法》(Journal od DataAcquisition & Processing，2009,24(3))中通過定義偽相關系數進行銳化雜波等高相關區域與陰影等低相關區域的邊界，能夠較好的檢測出陰影區域的邊界；但是由于SAR雷達通道間的陰影圖像不完全重疊，使得進行通道相干后的兩部分(包括重合區域)偽相關系數都很低，所有使用該方法分割后增大了陰影尺寸與真實陰影尺寸的誤差。

因此，對于在SAR圖像上如何更好的提取出動目標的陰影，目前沒有提出更為精確且計算簡便的陰影提取方法。

發明內容

針對以上現有技術存在的不足，本發明的目的在于提出一種基于幅相聯合的SAR圖像動目標陰影提取方法，該種基于幅相聯合的SAR圖像動目標陰影提取方法能夠解決兩個問題，第一個問題是只依靠陰影幅度硬門限提取動目標時引起的將某些高于噪聲水平且低于幅度門限的低雜波區域歸為陰影區域，第二個問題是僅依靠干涉相位或傳統相關系數提取SAR圖像中動目標陰影區域時帶來的陰影邊緣損失，進而使用本發明方法能夠更加準確地提取出SAR圖像上的動目標陰影區域。