[發明專利]基于分布式SAR圖像的點、線目標辨識與圖像增強方法

有效

• 申請號: 201911408722.X
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111190180B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 丁澤剛;陳新亮;王巖;溫育涵;曾濤;趙良波;張弛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云

本發明公開了一種基于分布式SAR圖像的點、線目標辨識與圖像增強方法，該方法利用雙視角下的雷達回波數據進行成像，獲得雙角度SAR圖像；從雙角度SAR圖像中提取點狀目標集合；利用點狀目標的相位信息，區分點狀目標為線目標端點或點目標；確定線目標端點所構成的線目標，在雷達回波中重建線目標。本發明能夠解決復雜場景的SAR圖像中線目標退化為點狀目標，造成點、線目標難以區分的問題。

技術領域

本發明屬于合成孔徑雷達技術領域，尤其涉及一種基于分布式合成孔徑雷達(SAR)圖像的點、線目標辨識與圖像增強方法。

背景技術

合成孔徑雷達是一種全天時、全天候的高分辨率的微波遙感成像雷達，已廣泛應用于環境監測、海洋觀測、資源勘探、農作物估產、測繪和軍事等領域中，發揮著其他遙感手段難以發揮的作用。

傳統的SAR二維成像算法可對觀測區域在方位和斜距平面上進行二維高分辨成像，其距離向上的高分辨力是通過發射大時寬帶寬積的線性調頻信號結合脈沖壓縮來實現，其方位向上的高分辨力則是通過雷達運動構成虛擬的合成孔徑來實現。城區等復雜場景的SAR圖像，往往存在大量點、直線型目標。其中點目標指孤立的強散射體，如鐵塔等建筑物。線目標一般指SAR圖像中建筑物的邊緣、公路及機場跑道。然而，由于單一的觀測視角以及基于點散射模型的成像處理算法的局限，傳統SAR在對城區等人造目標較多的復雜區域成像時，線目標的特征往往會發生缺失，退化為線目標端點處的兩個點狀目標，導致SAR圖像中的線目標與點目標很難區分。根據模式識別領域相關研究成果，線目標是人類理解圖像的重要元素之一，線目標特征的缺失導致SAR圖像解譯難度增大，不能完全滿足現實的需求。

發明內容

有鑒于此，為了解決復雜場景的SAR圖像中線目標退化為點狀目標，造成點、線目標難以區分的問題，提出了一種基于分布式SAR圖像的點、線目標辨識與圖像增強方法。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

一種基于分布式SAR圖像的點、線目標辨識與圖像增強方法，包括：利用雙視角下的雷達回波數據進行成像，獲得雙角度SAR圖像；從雙角度SAR圖像中提取點狀目標集合；利用點狀目標的相位信息，區分點狀目標為線目標端點或點目標；確定線目標端點所構成的線目標，在雷達回波中重建線目標。

優選地，所述從雙角度SAR圖像中提取點狀目標集合為：對雙角度SAR圖像進行配準，找到同時出現兩幅圖像中的點狀目標，得到圖像中點狀目標集合。

優選地，所述利用點狀目標的相位信息，區分點狀目標為線目標端點或點目標為：

獲取點狀目標i在雙角度SAR圖像中圖像峰值處的相位差；

判斷所述相位差是否大于或等于90°，如果是則判定該點狀目標為線目標的端點，否則判定該點狀目標為點目標。

優選地，所述確定線目標端點所構成的線目標為：

步驟a、將點目標信號從雷達回波數據中移除；

步驟b、將線目標端點之間不可相連的情況篩除；

步驟c、確認經步驟b篩除后留下的線目標端點對是否可構成線目標。

優選地，所述步驟b將線目標端點之間不可相連的情況篩除的方式為：將所有的線目標端點進行組合，判斷每個組合中兩個端點的相位差是否在90°～270°范圍內，如果是，則確認兩個端點可以相連，否則篩除該組合情況。

優選地，所述步驟c確認經步驟b篩除后留下的線目標端點對是否可構成線目標的方式為：將可相連的線目標端點對作為可能的線目標，利用該可能的線目標的散射模型生成線目標回波模板，將線目標回波模板與雷達真實回波進行互相關性C計算，并計算線目標回波模板的自相關性C₀，判斷互相關性C與自相關性C₀之間的差異是否在設定范圍內，如果是，則確認所述可能的線目標是線目標。