[發明專利]SAR尾跡圖像質量評估及自適應探測參數調整方法

有效

• 申請號: 202011135170.2
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112215832B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 李雯雯;行坤;劉霖;喻忠軍;鄧云凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

一種SAR尾跡圖像質量評估及自適應探測參數調整方法，包括以下步驟：獲取多幅待評估SAR尾跡圖像；計算所述多幅待評估SAR尾跡圖像的特征量；根據任務需求確定各所述特征量的權值；對多幅SAR尾跡圖像進行質量評估，得到質量最優的SAR尾跡圖像；以所述質量最優的SAR尾跡圖像的探測參數作為指導，調整SAR系統工作參數，至此完成了SAR尾跡圖像質量評估及自適應探測參數調整。本發明提出的SAR尾跡圖像質量評估方法無需參考圖像，并且通過本發明方法得到的評估值反應了SAR尾跡圖像的清晰度、結構特征、紋理特征。在實際使用中，通過機上實時計算SAR圖像質量，可為SAR最優對海探測工作參數調整提供依據，對于SAR對海探測具有較強的應用價值。

技術領域

本發明涉及機載合成孔徑雷達和圖像分析技術領域，尤其涉及針對無參考圖像的海面尾跡SAR圖像質量的評估方法，及根據圖像質量對探測參數自適應調整的方法。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)具有全天時和全天候的主動微波成像能力，利用SAR圖像進行海面尾跡檢測在海洋監視、艦船搜救、海洋工程等軍民領域具有重要作用。近年來，合成孔徑雷達性能不斷提升，對海探測時可以獲取不同波段、分辨率、視角、極化等工作參數條件下的海面尾跡圖像，由于海面尾跡與海雜波的相互作用復雜，艦船目標的尺寸、航行狀態、海水層化結構、海況不同，導致尾跡在不同條件下的SAR圖像上表現形態不同。

圖像質量評估一般可以分為主觀評估方法和客觀評估方法。主觀評估是由評估者通過視覺特性、自己對圖像特征的理解直接對圖像進行評估。客觀評估方法是通過計算圖像的一些特定評估指標來實現質量評估。目前，國內外對光學圖像的主客觀評估已形成了較為成熟的體系，對SAR圖像質量評估的研究大多是借鑒光學圖像質量評估方法，針對SAR圖像的特征(如相干斑噪聲等)進行改進。對SAR圖像質量評估多是用于各類圖像處理后的效果評估，一般需要將待評估圖像與參考圖像相比較得出評估值，無參考圖像的SAR圖像質量評估的研究并不多見；同時，SAR圖像質量評估內容多是對于農田、樹林、建筑物等特征相對明顯的地物，尚無專門針對海面尾跡的SAR圖像質量評估算法。

SAR在對海探測工作時，獲取的圖像數據規模龐大，依靠人眼定性、半定量分析圖像所需時間長、評估的過程相對比較復雜且評估過程需要由專業分析人員來完成。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種SAR尾跡圖像質量評估及自適應探測參數調整方法，以期部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一方面，提供了一種SAR尾跡圖像質量評估及自適應探測參數調整方法，包括以下步驟：

獲取多幅待評估SAR尾跡圖像；

計算所述多幅待評估SAR尾跡圖像的特征量；

根據任務需求確定各所述特征量的權值；

對多幅SAR尾跡圖像進行質量評估，得到質量最優的SAR尾跡圖像；

以所述質量最優的SAR尾跡圖像的探測參數作為指導，調整SAR系統工作參數，至此完成了SAR尾跡圖像質量評估及自適應探測參數調整。

其中，所述SAR尾跡圖像的特征量包括灰度平均梯度、點銳度、對比度、圖像均方差、圖像熵、多尺度圖像能量、灰度共生矩陣能量灰度共生矩陣對比度、灰度共生矩陣相關性和灰度共生矩陣熵。

其中，所述灰度平均梯度用于描述圖像的邊界點或影線兩側附近灰度值變化差異，不僅能夠用于評估圖像的清晰程度，還能夠反映圖像微小細節反差變化及紋理特征，計算公式如式(1)所示：

其中，f(i，j)表示SAR圖像第i行、第j列的像素灰度值，M、N分別為圖像的行數和列數；

所述點銳度是通過統計圖像不同方向的灰度變化情況來進行評估圖像的清晰程度，計算公式如式(2)所示：