[發明專利]一種并行化的合成孔徑雷達圖像子帶拼接效應處理方法

有效

• 申請號: 202011463637.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112750077B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 李依晗
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0九研究所
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

本發明公開了一種并行化的合成孔徑雷達圖像子帶拼接效應處理方法，包括如下步驟：S1、讀入圖像，并對圖像進行預處理，得到待處理圖像；S2、針對大尺寸圖像分塊處理；S3、并行處理經過分塊步驟后的子圖像塊；S4、以并行化計算估計子帶拼接誤差。本發明可以提升算法在處理子帶拼接效應時的處理效果，減少圖像處理時的誤差，同時，并行化的計算方法能夠有效提升子帶拼接效應的處理效率，可以廣泛應用于SAR圖像處理領域。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，特別是涉及一種并行化的合成孔徑雷達圖像子帶拼接效應處理方法。

背景技術

合成孔徑雷達作為一種主動式微波傳感器，合成孔徑雷達具有不受光照和氣候條件等限制實現全天時、全天候對地觀測的特點，使其在農、林、海洋或地質、自然災害等民用領域具有廣泛的應用前景，在軍事領域更具有獨特的優勢。

如今空間對地觀測的要求在不斷提高，為了實現廣域大面積觀測，星載SAR系統發展出了ScanSAR(掃描)以及TOPS工作模式。該類工作模式通過周期性調整天線姿態來獲得更大的成像帶寬。然而，這樣的工作模式帶來了系統增益不均勻及子帶拼接誤差的問題，即扇貝效應和子帶拼接效應。雖然，TOPS模式已經比較有效的解決了扇貝效應的問題，然而子帶間的跳變仍然存在。目前，有一種基于卡爾曼濾波的方法在矯正子帶拼接效應方面取得了較為滿意的效果，但是，該方法仍然存在一些問題。首先，如果SAR圖像的方位向對應圖像的列，該方法將每列圖像上的子帶拼接誤差視為一個常量，然后使用卡爾曼濾波器對該常量誤差進行估計，實驗表明，當圖像尺寸較大時，該數學模型的擬合性不好，很難取得令人滿意的處理結果。另一方面，該算法需要對圖像每一列的子帶誤差進行估計，計算量大，在實際應用中很難滿足時效性要求。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種并行化的合成孔徑雷達圖像子帶拼接效應處理方法，使其針對現有數學模型在大圖像上擬合性不好的問題，提出了一種分塊處理的思想；針對計算時效性問題，提出了一種將該算法并行化的思路；利用本發明可以提升算法在處理子帶拼接效應時的處理效果，減少圖像處理時的誤差，同時，并行化的計算方法能夠有效提升子帶拼接效應的處理效率。

本發明提供的一種并行化的合成孔徑雷達圖像子帶拼接效應處理方法，包括如下步驟：S1、讀入圖像，并對圖像進行預處理，得到待處理圖像；S2、針對大尺寸圖像分塊處理；S3、并行處理經過分塊步驟后的子圖像塊；S4、以并行化計算估計子帶拼接誤差。

在上述技術方案中，所述步驟S1的具體步驟如下：S11、判斷圖像中的條紋方向，具體是判斷子帶拼接誤差條紋即SAR圖像的方位向是否平行于圖像呈縱向設置的列分布，如果不是則需要對圖像進行轉置；S12、確定子帶間隔D。

在上述技術方案中，所述步驟S2的具體步驟如下：S21、計算圖像尺寸：長*寬＝M*N，即圖像有M行N列；S22、判斷是否需要分塊，若M2000，則直接進入步驟S4；若M2000，則需要對圖像進行分塊處理；S23、對圖像的列進行劃分，圖像分塊方法如下：實際分割塊數s：s＝Floor(M/1000)，其中，Floor()為向下取整函數，若 MOD(M/1000)＝0，則分割結果為s個1000*N大小的圖像塊，若 MOD(M/1000)＝x，則分割結果為s-1個1000*N大小的圖像塊和一個(1000+x)*N大小的圖像塊。