基于IAA处理的多通道SAR-GMTI图像配准方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113466861A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110678352.2(22)申请日2021.06.18(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人王凌宇黄鹏辉陈国忠林欣孙永岩刘艳阳刘兴钊(74)专利代理机构上海段和段律师事务所31334代理人李佳俊郭国中(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称基于IAA处理的多通道SAR-GMTI图像配准方法及系统(57)摘要本发明提供一种基于IAA处理的多通道SAR‑GMTI图像配准方法及系统，涉及多通道SAR‑GMTI图像配准技术领域，该方法包括：获取多通道距离‑多普勒域粗聚焦SAR图像，选取任意通道数据为参考图像数据，并实施配准；进行像素级粗配准，在二维频域获取参考SAR图像与待配准SAR图像的归一化二维干涉函数，获取像素级配准误差并进行误差补偿；对经粗配准SAR图像与参考通道SAR图像求解归一化二维干涉函数，实现协方差矩阵迭代更新；得到配准后的多通道SAR图像数据；遍历所有通道数据，输出配准后多通道距离‑多普勒二维SAR图像数据。本发明能够对图像灰度依赖小，提高配准精度，实现实际工程处理中多通道处理SAR‑GMTI图像亚像素级配准。CN113466861ACN113466861A权利要求书1/3页1.一种基于IAA处理的多通道SAR‑GMTI图像配准方法，其特征在于，包括：步骤S1：获取多通道距离‑多普勒域粗聚焦SAR图像，选取任意通道数据为参考图像数据，以参考图像为基准对其他通道SAR图像实施配准；步骤S2：进行像素级粗配准，在二维频域获取参考SAR图像与待配准SAR图像的归一化二维干涉函数，进而通过二维逆傅里叶变换至原始数据域进行二维峰值搜索来获取像素级配准误差并进行误差补偿；步骤S3：对经粗配准SAR图像与参考通道SAR图像求解归一化二维干涉函数，分别沿距离/方位维数据构造协方差矩阵并基于加权最小二乘算法实现协方差矩阵迭代更新；步骤S4：基于更新后的协方差矩阵构造一维目标代价函数进而通过搜索最终分别实现距离/方位维亚像素级配准误差估计，得到配准后的多通道SAR图像数据；步骤S5：遍历所有通道数据，最终输出配准后多通道距离‑多普勒二维SAR图像数据。2.根据权利要求1所述的基于IAA处理的多通道SAR‑GMTI图像配准方法，其特征在于，所述步骤S1包括：在傅里叶变换域利用归一化干涉函数实现图像粗配准，所述归一化干涉函数ζm,regis,cor(fx,fy)表达式为：式中，fx和fy分别表示沿距离向和方位向的频率分量，ζm,regis(fx,fy)以及ζref(fx,fy)分别表示对参考SAR图像ζref(x,y)ζref(x,y)、待配准SAR图像ζm,regis(x,y)，m＝2,…M，M为通道个数，进行二维傅里叶变换后的二维函数；x表示待配准图像相对于参考图像的距离向，y表示待配准图像相对于参考图像的方位向；Δx和Δy分别表示待配准图像相对于参考图像在距离向和方位向的图像偏差。3.根据权利要求2所述的基于IAA处理的多通道SAR‑GMTI图像配准方法，其特征在于，所述Δx以及Δy分别由两部分组成：Δx＝(Δx)int+(Δx)decΔy＝(Δy)int+(Δy)dec式中，(·)int表示取偏差的整数部分，(·)dec表示偏差的小数部分；对ζm,regis,cor(fx,fy)进行二维逆傅里叶变换得到：式中，σζ为幅度项，Bx以及By分别表示沿X维和Y维的带宽取值，通过搜索二维峰值能够得到配准误差中整数像素的部分，即上(Δx)int以及(Δy)int，从而通过误差补偿实现像素级粗配准。4.根据权利要求3所述的基于IAA处理的多通道SAR‑GMTI图像配准方法，其特征在于，采用加权最小二乘法分别沿距离维/方位维通过自适应迭代的方式构造样本协方差矩阵。5.根据权利要求4所述的基于IAA处理的多通道SAR‑GMTI图像配准方法，其特征在于，2CN113466861A权利要求书2/3页初始化样本协方差矩阵以及功率矩阵后，在每次迭代过程中，依次更新样本协方差矩阵、最优权矢量以及功率矩阵。6.根据权利要求5所述的基于IAA处理的多通道SAR‑GMTI图像配准方法，其特征在于，分别对沿距离维/方位维获得的样本协方差矩阵，构造一维代价函数，通过细分Δx变化范围进行精细化搜索，获取亚像素级配准误差取值，实现图像精配准。7.根据权利要求1所述的基于IAA处理的多通道SAR‑GMTI图像配准方法，其特征在于，以参考通道SAR图像为基准，依次遍历其余所有通道数据，从而获取配准后多通道距离‑多