[發明專利]一種基于能量損失的多通道高分辨SAR圖像陰影檢測方法

在審

• 申請號: 202110078043.1
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112904338A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 楊志偉;王榕;姜巖;何鵬遠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種基于能量損失的多通道高分辨SAR圖像陰影檢測方法，包括：對SAR的N個通道回波信號進行二維成像，并利用參考通道對所有通道的圖像進行預處理；對預處理后所有通道的圖像進行雜波抑制；對預處理后的參考通道圖像以及雜波抑制后的殘差圖分別進行多視處理，獲得參考通道圖像的能量以及殘差圖的輸出能量；根據參考通道圖像的能量以及殘差圖的輸出能量，獲得能量損失圖；根據能量設定檢測門限和離散點強度陰影檢測的先驗條件獲取待檢測區域中的陰影單元。該方法適用于在陰影與雜波的對比度較高的能量損失圖中對陰影進行檢測，并且當場景的雜噪比較低時，提升效果更加明顯。

技術領域

本發明屬于SAR技術領域，具體涉及一種基于能量損失的多通道高分辨SAR圖像陰影檢測方法。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR，Synthetic Aperture Radar)地面動目標檢測技術可被用于全天時、全天候地獲取雷達高分辨圖像，同時還可以對動目標進行檢測、估計與定位，被廣泛用于戰場監視和交通監控中。但在遠場觀測時，目標的回波能量較低，動目標的檢測受到了限制。

近年來，SAR成像的分辨率逐漸提升，目標的陰影與輪廓等特征逐漸明顯，利用目標陰影輔助匹配來對目標進行檢測的新方法可有效提升檢測性能。Jahangir提出了一種在SAR圖像中對目標陰影追蹤來檢測動目標的方法。雖然該方法可以忽視目標的信噪比，其仍需要足夠的動態視角來獲取足夠的陰影樣本。Raynal等人分析了動目標與固定目標陰影的維度與強度，并指出當目標運動時是很難捕獲陰影的。根據人眼對光亮、邊緣與空間一致的高度敏感性，他們提出了一種一致性變化檢測方法來對陰影進行檢測，并且做了一個VideoSAR的時延，利用中值濾波的陰影檢測方法來對動目標檢測與跟蹤，但是其陰影檢測比較簡單，沒有利用到更多的陰影特征信息。Ostu提出了一種選擇強度門限的方法，如果待檢測單元強度低于此門限，則認為此單元為陰影。一些其他傳統的方法比如CFAR(ConstantFalse-Alarm Rate，恒虛警檢測)，主要利用了陰影的強度信息，但是忽略了目標運動對陰影的影響。

對于多通道SAR系統，在對目標重聚焦與重定位之后，即可獲得陰影尺寸與位置的匹配模板。許華健等人提出了分別利用陰影的強度與相位信息作為特征對陰影進行檢測，然后融合兩個合適的檢測信息區域作為陰影區來與動目標匹配。但是該方法忽略了目標運動對陰影的影響。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于能量損失的多通道高分辨SAR圖像陰影檢測方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種基于能量損失的多通道高分辨SAR圖像陰影檢測方法，包括：

S1：對SAR的N個通道回波信號進行二維成像，并利用參考通道對所有通道的圖像進行通道配準、均衡與地形干涉補償的預處理；

S2：對預處理后所有通道的圖像進行雜波抑制，獲得雜波抑制后的殘差圖；

S3：對預處理后的參考通道圖像以及雜波抑制后的殘差圖分別進行多視處理，獲得參考通道圖像的能量以及殘差圖的輸出能量；

S4：根據參考通道圖像的能量以及殘差圖的輸出能量，獲得能量損失圖；

S5：利用所述能量損失圖獲取每個像素單元的能量設定檢測門限，并根據能量設定檢測門限和離散點強度陰影檢測的先驗條件獲取待檢測區域中的陰影單元。

在本發明的一個實施例中，所述S1包括：

對SAR的N個通道的回波信號進行二維成像，并以第一通道為參考通道對所有通道的圖像進行通道配準、均衡與地形干涉補償的預處理，其中，同一像素單元m在N幅通道的圖像中的復向量為：

z(m)＝[z₁(m),z₂(m),…,z_n(m),…,z_N(m)]^T