双极化SAR图像系统.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CN112558066A(43)申请公布日2021.03.26(21)申请号202011195399.5G06K9/36(2006.01)(22)申请日2020.10.30G06K9/40(2006.01)(71)申请人西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所)地址610036四川省成都市金牛区茶店子东街48号(72)发明人邵鹏张庆罗双才刘筱景军钟都都冯志强(74)专利代理机构成飞(集团)公司专利中心51121代理人郭纯武(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/02(2006.01)G06K9/00(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图7页(54)发明名称双极化SAR图像系统(57)摘要本发明公开的一种双极化SAR图像系统，目标检测虚警率低，检测率高。本发明通过下述技术方案实现：收发转换模同时接收H发射天线水平极化信号及V极化接收天线的垂直极化信号，改变发射信号的极化形式，数据采集板将采集的混频信号数据进行数字下变频变到基带，分两路分别送入并联了参考函数模块的H通道脉压模块和V通道脉压模块进行距离脉冲压缩，参考函数模块对数据进行多普勒调频率、多普勒中心估计、距离弯曲校正，进行走动校正、参数估计和方位匹配滤波，获得双极化SAR图像后，对目标加以判定融合处理得到目标检测结果，对每个像素对应协方差矩阵进行矩阵奇异值SVD分解，得到协方差矩阵的特征值和每个SAR图像像素的极化熵值。CN112558066ACN112558066A权利要求书1/4页1.一种双极化SAR图像系统，包括：通过H极化通道、V极化通道共用收发转换模块进行双向通信的接收H极化发射天线、V极化接收天线，信号处理分系统和图像检测识别分系统，其特征在于：收发转换模同时接收H发射天线水平极化信号及V极化接收天线的垂直极化信号，通过双工器控制天线发射及接收，切换不同极化天线极化测量改变发射信号的极化形式，同时将H、V通道接收的目标后向散射回波信号送入混频器进行混频，混频器根据旁路串联的波形产生器和功率放大器放大信号，将混频信号送入数据采集板将采集的混频信号数据进行数字下变频变到基带，分两路分别送入并联了参考函数模块的H通道脉压模块和V通道脉压模块进行距离脉冲压缩，参考函数模块对数据进行多普勒调频率估计、多普勒中心估计、距离弯曲校正，再经Lee滤波器滤除乘性斑点噪声，进行走动校正、参数估计和方位匹配滤波，获得双极化SAR图像后，分别通过同向极化HH、HV通道，在幅度图像中的目标先验位置附近，将检测出目标的强散射点送入信号处理分系统的数据处理单元，检测多个子孔径图像之间的相干系数并进行图像极化熵运算及恒虚警目标检测，将恒虚警检测与图像极化熵相结合的方式对目标加以判定，将二者融合处理，得到目标检测结果，将双极化SAR图像复数据中每个分辨单元对应的数值建立成协方差矩阵，在协方差矩阵完成相干斑滤波后送入图像检测识别分系统，对每个像素对应协方差矩阵进行矩阵奇异值SVD分解，得到协方差矩阵的特征值，进而得到每个SAR图像像素的极化熵值。2.如权利要求1所述的双极化SAR图像系统，其特征在于：信号处理分系统包括：顺次串联的数据采集单元、数据处理单元和信息处理单元，数据处理单元根据数据采集单元预先设定的窗口大小将图像划分为若干局部窗口，选择一个固定大小的局部处理窗口，按照局部处理窗口梯度最大方向选取窗口内的数据，根据选取窗口内的数据计算SAR图像的最大梯度方向和局部窗口内数据的均值及方差，根据图像不同的梯度方向将图像相邻像素值进行差分并选取相应的图像数值计算图像元素的均值及方差，采用最小均方误差准则，对散射系数进行线性估计，信息处理单元根据图像元素的均值及方差计算每个不同像素点的加权系数，对不同像素的加权系数与对应的协方差矩阵中的元素值相乘累加得到相干斑抑制后的协方差矩阵，然后对滑窗内像素对应的协方差矩阵进行加权累加，并进行SAR图像相干斑抑制，在协方差矩阵完成相干斑滤波后，将滤波后的协方差矩阵送入图像检测识别分系统，对每个图像像素的协方差矩阵进行矩阵奇异值分SVD分解，提取对应的特征值，根据特征值计算每个像素的极化熵；接下来同极化通道的SAR图像进行恒虚警阈值计算，计算图像的均值及方差，根据设定的虚警率计算目标检测门限，将满足门限的目标标记为疑似目标，同时提取疑似目标的极化熵加以判断，通过恒虚警检测及极化熵检测降低目标虚警概率，得到协方差矩阵的特征值，进而得到每个SAR图像像素的极化熵值。3.如权利要求2所述的双极化SAR图像系统，其特征在于：信号处理单元根据目标区目标的方位角θ和俯仰角φ，在XYZ三维坐标系中构建SAR成像数学几何模型，双极化干扰机Jm在给出的SAR