基于Poisson重建的极化SAR图像对比增强

为了能够同时增强多类目标,提出一种基于Poisson重建的极化合成孔径雷达(SAR)图像对比增强方法.该方法对多类目标和对应的背景杂波分别进行广义相对最优极化增强(GOPCE), 并得到相应的最优极化状态和特征系数;以此定义图像中各像素点的最优局部梯度,并在最小二乘准则下,根据局部梯度建立离散Poisson方程;通过快速Fourier变换求解该Poisson方程,得到最终的多目标增强图像.实验结果表明: 利用极化SAR数据,使用该方法增强后的图像的直方图保持应有的峰值,且更加均衡,能够达到增强多类目标的效果,从而有利于目标检测等后续处理.     

基于SAR成像的复杂环境中目标识别

综合小面元剖分的数值方法和小面元内部的微扰近似,提出了数值双尺度粗糙面模型,用于模拟SAR分布目标散射.建立SAR分布目标回波信号模型,用于仿真SAR原始数据的产生,用距离多普勒(RD)算法进行成像.模拟计算了一个复杂地形中人工建筑识别的实例,最后采用灰度分割的识别算法进行识别仿真.     

基于极化SAR干涉反演DEM的方法

为了将极化信息有效的和干涉信息融合,提高数字高程模型(DEM)反演的精度,提出一种基于相似性参数的相干增强方法,基于加权中值滤波的相位滤波器以及基于加权的枝切法的相位解缠方法。该文从理论上分析了该方法和传统方法的性能。实验结果表明:与传统方法相比,该方法可以充分利用极化信息,有效地增强相干性,并将相位的质量提高7%,有效地抑制了噪声,将残余点数减少了95%以上,并快速精确地得到了三维地形图。     

基于极化SAR干涉反演DEM的方法

为了将极化信息有效的和干涉信息融合,提高数字高程模型(DEM)反演的精度,提出了基于相似性参数的相干增强方法,基于加权中值滤波的相位滤波器以及基于加权的枝切法的相位解缠方法。该文从理论上分析了该方法和传统方法的性能。实验结果表明:与传统方法相比,该方法可以充分利用极化信息,有效地增强相干性,并将相位的质量提高7%,有效地抑制了噪声,将残余点数减少了95%以上,并快速精确地得到了三维地形图。     

基于干涉极化SAR数据的森林树高反演

将C1oude极化干涉散射模型和ESPRIT算法结合来降低森林参数反演的运算量.利用ESPRIT算法对Cloude模型中的散射相位中心进行估计,再将估计得到的散射相位中心代入Cloude模型,从而得到树木高度等参数.采用中国天山地区SIR-C/X-SAR L波段全极化干涉数据对森林地区植被树高进行了反演实验.实验表明,与直接采用Cloude的极化干涉模型进行反演相比,在反演精度不变的情况下,运算时间仅是单独使用Cloude模型的1%～2%.     

SAR实时成像系统的快速定点仿真验证技术

SAR实时成像处理系统的定点化优化能够减小系统存储规模、提高系统运算速度,是降低系统功耗、减小系统规模、提高实时性的有效方法.本文以CS成像算法为例,分析并统计了算法的运算量,针对其核心运算--FFT进行了定点化优化,选择基-22FFT算法,设计了合理的定标策略.采用SystemC语言对整个SAR成像系统进行了系统级快速仿真和验证,真实模拟了FPGA系统的实现结果.对16 384×16 384大小的点阵数据和面目标数据采用24 bits的字长进行了成像仿真,仿真结果满足系统指标要求.      

基于MapReduce的合成孔径雷达后向投影快速成像方法

针对雷达大场景高分辨率高精度快速成像的应用需求,提出一种基于MapReduce的合成孔径雷达后向投影快速成像方法,将方位向成像任务划分成若干个成像单元,进行分布式并行化方位向成像计算,最后将所有成像单元的计算结果进行相参累加。该方法对每个脉冲数据标上天线阵元的位置信息,使得各个脉冲数据可以并行补偿相位;采用相等脉冲数划分成一个数据块的方式提高计算效率和实现负载均衡;设置Combiner函数对成像单元内的计算结果进行提前聚合,解决后期聚合时间较长的问题。实验验证了该方法的有效性,在保证成像准确的前提下,该方法的方位向成像在4台物理计算机搭建的分布式计算平台中进行,其计算速度是单机计算的后向投影方位向成像方法的3.7倍,可见该方法可以实现合成孔径雷达大场景高分辨率高精度快速成像。     

星载SAR地面目标回波模拟的RTPC与2DFFT算法对比

对经典的RTPC算法进行了仿真实验。分别对静态点、点阵和面目标进行回波模拟,用多普带力法成像算法验证了回波的正确性和有效性。对2DFFT算法进行了仿真实验,模拟了静态点、点阵、面和分布目标的回波数据,并通过成像验证了算法的正确性和有效性。对比上述两种算法的原理、误差、计算量、数据所需存储空间和仿真运行时间,结果表明:距离时域脉冲相干法(RTPC)算法从SAR原理出发,简单易懂,但运算速度较慢,适用于目标较简单的情况。二维频域快速傅氏变换法(2DFFT)算法从系统角度出发,应用二维FFT计算回波,速度较快,适用于模拟较大、较复杂的目标场景。     

基于极化合成孔径雷达图像的斑点滤波方法

斑点噪声是由合成孔径雷达(SAR)的相干成像原理造成的固有缺陷,为了更好地进行SAR图像地形分类、目标检测等后续处理,提出一种用于极化SAR图像的滤波方法.该方法利用新的优化函数和约束条件,在保持图像功率等于Lee滤波功率的前提下,通过最小化信号子空间向量与原始向量的欧式距离,达到降斑的目的.实验结果表明: 利用旧金山地区的真实极化SAR数据,使用该方法滤波的图像结果与原有的子空间滤波器相比,更接近原始图像的均值,并且通过滤波提高了不同类别的目标在特征空间的区分度,从而有利于不同类型地物的分类.     

基于负指数变换和Mean-shift算法的SAR图像可视化方法

为了便于合成孔径雷达(SAR)图像的人工视觉解译,提出了一种SAR图像的可视化方法。用参数化的方法对SAR图像数据进行负指数变换;用Mean-shift算法估计变换后图像直方图分布的众数调整变换参数;对原SAR图像重新进行变换。实验结果表明:与传统方法相比,该方法得到的图像能适当的拉伸暗目标像素值,同时能较好地显示亮目标的细节;而且具备一定的鲁棒性,适用于不同场景的SAR图像。     

基于广义高斯模型的多时相SAR图像变化检测

基于广义高斯模型和Kittler-Illingworth(KI)准则获取SAR比值差异图像的最佳分割阈值,实现多时相SAR图像的非监督变化检测.以徐州市云龙湖畔同一地区2个时相的SAR图像为例进行了试验研究.试验结果表明:与其它的变化检测方法相比,所采用的变化检测算法能更有效地从多时相SAR图像中提取变化信息.     

基于子空间投影的SFGPR压缩感知成像算法

针对传统压缩感知SFGPR成像重建算法在强杂波测量环境中往往会失效的问题,提出一种基于子空间投影杂波抑制技术的SFGPR压缩感知成像重建算法.该算法首先在每个天线测量位置通过压缩感知测量模型重建所有的频域原始均匀采样数据,然后采用子空间投影杂波抑制技术滤除较强的地面回波,最后结合稀疏重建算法对地下目标图像进行压缩感知重建.实验数据处理结果验证了所提方法的有效性和准确性.     

基于Monte Carlo模拟和K-均值聚类算法的赤平极射投影概率分析

对于结构面多而复杂的岩质边坡,其优势结构面的选取与分析是极其重要的工作。借助于赤平极射投影法,在楔形体滑移分析中首先确定其可能的滑移区域,筛选出可能滑移的结构面交线,缩小计算范围。根据结构面交线的二维经验分布,采用Monte Carlo方法模拟出多条结构面交线,通过结构面交线平均产状的求解来证明该方法的合理性,再采用快速聚类分析的方法,将筛选出的结构面交线划分为不同的组,以赤平极射投影分析得到滑移区域的对称轴中心作为初始凝聚点,通过多次迭代计算得到滑移区域内的优势结构面。将该方法用于重庆綦万高速顺层岩质边坡工程,结果表明,将赤平极射投影与Monte Carlo模拟和K-均值聚类算法相结合,计算得到的优势结构面分类合理,结果可靠,可以准确地确定结构面交线的优势产状。     

基于Tikhonov和变差正则化的磁感应断层成像重建算法

为了解决磁感应断层成像(MIT)逆问题的病态性和改善重建图像的质量,提出一种新的组合算法.该组合算法首先利用Tikhonov正则化算法对解的适定性产生初步的成像区域,之后再利用变差正则化算法对解的保边缘性和锐化作用进行图像重建.该组合算法与Tikhonov正则化算法及变差正则化算法相比,不仅有效地克服了磁感应断层成像(...     

基于运动补偿的机载MIMO-SAR高分辨成像算法

机载多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)可以实现高分辨成像,但不可避免的存在运动误差补偿的问题。对多子带并发的机载MIMO-SAR系统进行研究,首先建立并分析了MIMO-SAR运动误差模型;然后提出了一种扩展的MIMO-SAR运动补偿距离徙动算法(RMA),通过改进的Stolt映射将距离徙动校正与方位向聚焦分开,并结合两步运动补偿技术对MIMO-SAR回波数据的运动误差进行校正,消除了运动误差带来的影响;最后在空频域对各子带信号进行带宽合成实现了距离向高分辨。用该算法对散射点目标和面目标进行了成像仿真,验证了其在处理带有运动误差的MIMO-SAR回波数据中的有效性。     

水平层状介质中三维异常体电磁波散射模拟的混合DTA-BCGS算法

为提高水平层状介质中三维异常体的电磁波散射精确数值模拟的效率,提出了一种将求解积分方程的对角张量近似(DTA)和稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)混合应用的算法.根据不同回代方式得到了两种近似,即DTA1和DTA2,二者均可以通过快速Fourier变换技术加速.DTA既可以作为BCGS-FFT算法的初始猜测值也可以作为它的预条件因子,从而使得这种混合算法能以比传统的BCGS-FFT算法更少的迭代次数精确求解电磁波散射场.对DTA、混合DTA-BCGS以及BCGS-FFT的精度和收敛性进行了对比,结果表明,DTA2改进型的对角张量近似可使计算精度进一步提高,而混合DTA-BCGS能以更少的迭代次数达到与传统的BCGS-FFT完全相同的精度.