久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

基于搜索sar圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于搜索SAR圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法存在的熵值收斂速度慢，且對(duì)具有極少孤立強(qiáng)散射點(diǎn)的圖像聚焦效果較差甚至不能聚焦的問(wèn)題。本發(fā)明的步驟為：(1)輸入圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣；(2)獲取距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣；(3)循環(huán)移位；(4)加窗處理；(5)校正相位誤差；(6)判斷是否滿足熵值收斂條件；(7)輸出相位校正數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)相比，加快了熵值收斂的速度，提高了相位誤差校正的效率，并且對(duì)具有極少孤立強(qiáng)散射點(diǎn)的圖像有良好的聚焦效果。
【專利說(shuō)明】基于搜索SAR圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，更進(jìn)一步涉及圖像成像【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種基于搜索合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar SAR)圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法。本發(fā)明可以解決由于飛機(jī)偏離方位向航跡，造成的合成孔徑雷達(dá)SAR圖像相位誤差，對(duì)該相位誤差進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。

【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是合成孔徑雷達(dá)SAR成像得到良好聚焦圖像的關(guān)鍵步驟?，F(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法主要分以下兩類:基于儀器儀表測(cè)量的和基于信號(hào)處理的。目前，現(xiàn)有的自聚焦方法中聚焦效果最好的是相位梯度自聚焦相位補(bǔ)償方法。
[0003]ZhuDaiyin, JiangRui, MaoXinhua 和 ZhuZhaoda 在論文 “Mult1-Subaperture PGAfor SAR Autofocusing，， (IEEE Transact1ns on Aerospace and Emectronics Systems,2013，49 (I))中提出了一種相位補(bǔ)償方法。該方法利用選取數(shù)據(jù)，循環(huán)移位，加窗處理，進(jìn)行相位梯度估計(jì)并校正相位誤差，并對(duì)上述五個(gè)步驟中的循環(huán)移位，加窗處理，校正相位誤差三個(gè)主要步驟進(jìn)行迭代來(lái)重構(gòu)聚焦的圖像。該方法存在的不足是，三個(gè)主要的運(yùn)算步驟要進(jìn)行五到十次迭代，基于最小熵值原則熵值收斂時(shí)迭代次數(shù)較多，收斂速度較慢，并且該算法不能聚焦有極少孤立強(qiáng)散射點(diǎn)的圖像。
[0004]電子科技大學(xué)擁有的專利技術(shù)“基于改進(jìn)相位梯度自聚焦的雙基SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法”(申請(qǐng)?zhí)?01410119343.X，申請(qǐng)日2014.3.27，申請(qǐng)公布號(hào)CN103885061 A，申請(qǐng)公布日2014.6.25)。公布了一種改進(jìn)相位梯度自聚焦的雙基SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法。該方法利用對(duì)孔徑數(shù)據(jù)進(jìn)行距離徙動(dòng)校正，距離壓縮和去斜處理，用相位梯度自聚焦方法對(duì)信號(hào)非空變相位誤差估計(jì)和并用該估計(jì)結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)粗補(bǔ)償，將剩余相位誤差展開(kāi)并得到常數(shù)項(xiàng)，一次項(xiàng)和二次項(xiàng)系數(shù)，利用相位加權(quán)相位梯度自聚焦方法得到所述三個(gè)系數(shù)的最小均方梯度估計(jì)并由梯度估計(jì)結(jié)果得到子孔徑相位誤差估計(jì)，將各子孔徑數(shù)據(jù)的相位誤差拼接得到全孔徑相位誤差并用全孔徑相位誤差進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和雙基合成孔徑雷達(dá)SAR成像。但該方法存在的不足之處是，雖然進(jìn)行了子孔徑劃分并在一定程度上解決了大相位誤差的問(wèn)題，但大相位誤差的補(bǔ)償仍然是對(duì)于一般圖像而言的，對(duì)于具有極少孤立強(qiáng)散射點(diǎn)的圖像，利用最小熵值原則最小熵值不能精確收斂，相位誤差的估計(jì)仍然不精確，故不能對(duì)該類圖像進(jìn)行良好聚焦，同時(shí)，子孔徑的劃分對(duì)圓位移，加窗，相位梯度估計(jì)和相位梯度校正四個(gè)主要步驟要進(jìn)行五到十次迭代，迭代次數(shù)較多，收斂速度較慢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在不足，提出了一種基于搜索SAR圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法。本方法提高了每次迭代過(guò)程中相位補(bǔ)償?shù)木?，減少了相位梯度自聚焦PGA運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法的迭代次數(shù)，同時(shí)很好的解決了基于相位梯度自聚焦PGA運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法中對(duì)具有極少孤立強(qiáng)散射點(diǎn)圖像的聚焦效果較差甚至不能聚焦的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括以下步驟:
[0007](I)輸入圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣:
[0008](Ia)輸入合成孔徑雷達(dá)圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣；
[0009](Ib)從圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣中任意選取一行，將所選取行的圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)作為距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)；
[0010](2)獲取距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣:
[0011](2a)采用相干公式，對(duì)距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行相干和歸一化處理，得到距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)的能量；
[0012](2b)將距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)按能量的大小從大到小排序；
[0013](2c)從排序后距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)中選取前30個(gè)距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)，將選出的30個(gè)距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)合成一個(gè)矩陣，得到距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣；
[0014](3)循環(huán)移位:
[0015](3a)從距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的第一行中選取能量最大的元素，將該元素移動(dòng)到該行的中心位置；
[0016](3b)判斷距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣中全部行的能量最大的元素的移動(dòng)是否完畢，若是，執(zhí)行步驟(4)，否則，執(zhí)行步驟(3a)；
[0017](4)加窗處理:
[0018]采用加窗截?cái)喾绞?，?duì)距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的每一行進(jìn)行加窗操作，得到加窗距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣；
[0019](5)校正相位誤差:
[0020](5a)對(duì)加窗距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣進(jìn)行方位向傅里葉變換，得到距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣；
[0021](5b)采用步長(zhǎng)搜索相位誤差估計(jì)方法，得到距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位誤差;
[0022]所述步長(zhǎng)搜索相位誤差估計(jì)方法的步驟如下:
[0023](5bl)按照下式，計(jì)算距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位梯度中心值:

【權(quán)利要求】
1.一種基于搜索合成孔徑雷達(dá)圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，包括如下步驟: (1)輸入圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣: (Ia)輸入合成孔徑雷達(dá)圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣； (Ib)從圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣中任意選取一行，將所選取行的圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)作為距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)； (2)獲取距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣: (2a)采用相干公式，對(duì)距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行相干和歸一化處理，得到距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)的能量； (2b)將距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)按能量的大小從大到小排序； (2c)從排序后距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)中選取前30個(gè)距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)，將選出的30個(gè)距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)合成一個(gè)矩陣，得到距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣； (3)循環(huán)移位: (3a)從距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的第一行中選取能量最大的元素，將該元素移動(dòng)到該行的中心位置； (3b)判斷距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣中全部行的能量最大的元素的移動(dòng)是否完畢，若是，執(zhí)行步驟(4)，否則，執(zhí)行步驟(3a)； (4)加窗處理: 采用加窗截?cái)喾绞?，?duì)距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的每一行進(jìn)行加窗操作，得到加窗距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣； (5)校正相位誤差: (5a)對(duì)加窗距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣進(jìn)行方位向傅里葉變換，得到距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣； (5b)采用步長(zhǎng)搜索相位誤差估計(jì)方法，得到距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位誤差； 所述步長(zhǎng)搜索相位誤差估計(jì)方法的步驟如下: (5bl)按照下式，計(jì)算距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位梯度中心值:
其中，η表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位梯度中心值，arg表示取相位值操作，W表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的歸一化權(quán)值，n表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣中任意一個(gè)距離向位置，n的取值范圍為l，2，3，...，f，f表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的列數(shù)，y(m_1)n分別表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣第m行第n列和第m-1行第n列的信號(hào)點(diǎn)，m表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的任意一個(gè)距離向位置，m的取值范圍為1，2，3，...，e，e表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的行數(shù)，conj (.)表示取共軛操作； (5b2)按照下式，計(jì)算距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的切比雪夫熵值展開(kāi)式各階節(jié)點(diǎn)系數(shù):
其中，G0表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的切比雪夫熵值展開(kāi)式零階節(jié)點(diǎn)的系數(shù)，Gi表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的切比雪夫熵值展開(kāi)式i階節(jié)點(diǎn)的系數(shù)，i表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的切比雪夫熵值展開(kāi)式中項(xiàng)的階數(shù)，Φ (.)表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的熵值函數(shù)，P表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的切比雪夫熵值展開(kāi)式的累加變量，P的取值范圍為0，1,2, 3,4 ； (5b3)按照下式，計(jì)算距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的熵值展開(kāi)式:
φ ( δ ) = G0+G4+ (6^263-363) δ + (2G2-8G4) δ 2+4G3 δ 3+8G4 δ 4 其中，Φ(δ)表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的熵值，δ表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位梯度步長(zhǎng)值，S的取值范圍為[-1JLG1, G2, G3, G4分別表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的一階、二階、三階和四階節(jié)點(diǎn)的系數(shù)； (5b4)按照下式，計(jì)算距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位誤差:(p{k)=.φ(k-1) + δη(k) 其中，φ(k)、φ(k-1)分別表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣第k個(gè)和第k-Ι個(gè)方位向位置的相位誤差，n(k)表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣第k個(gè)方位向位置的相位梯度中心值，k表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的任意一個(gè)方位向位置，k的取值范圍為1，2，3，...，g，g表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的列數(shù)，δ表示距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位梯度步長(zhǎng)值，S的取值范圍為[-1，I]; (5c)用距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣乘以距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的相位誤差，得到校正后的距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣； (5d)對(duì)校正后的距離多普勒域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣進(jìn)行方位向逆傅里葉變換，得到相位校正數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣； (6)判斷相位校正數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣是否滿足熵值收斂條件，若是，執(zhí)行步驟(3)，否則，執(zhí)行步驟⑵； (7)輸出相位校正數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于搜索合成孔徑雷達(dá)圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟(2a)中所述的相干公式如下:
其中，Pa表示圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣第a行距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)的能量，a表示圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣中任意一個(gè)距離向位置，a的取值范圍為l，2，3，...，c，c表示圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的行數(shù)，b表示圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣中任意一個(gè)方位向位置，b的取值范圍為1，2，3，...，d，d表示圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的列數(shù)，yab表示圖像域數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣第a行第b列的信號(hào)點(diǎn)，conj (.)表示取共軛操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于搜索合成孔徑雷達(dá)圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟(4)中所述加窗截?cái)喾绞降牟襟E如下: 第一步，從距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣第一行的中心位置開(kāi)始，將窗口內(nèi)總能量設(shè)定為該行信號(hào)總能量的15%截取距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣，得到窗矩陣，使用該窗矩陣對(duì)該行信號(hào)加窗截?cái)啵? 第二步，判斷距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣中全部行的加窗截?cái)喽紙?zhí)行完畢，若是，得到加窗距離單元數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣，否則，執(zhí)行第一步。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于搜索合成孔徑雷達(dá)圖像相位梯度自聚焦運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于，步驟￠)中所述的熵值收斂條件為，對(duì)相位校正數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣進(jìn)行相位誤差校正，相位校正數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣的熵值保持不變。
【文檔編號(hào)】G01S13/90GK104199033SQ201410469466
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】熊濤, 劉紅英, 李寧, 王爽, 侯彪, 馬文萍, 楊淑媛, 張向榮 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)