基于未定标极化雷达影像的角反射器探测方法.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CN108469614A(43)申请公布日2018.08.31(21)申请号201810259117.X(22)申请日2018.03.27(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人杨乐史磊李平湘杨杰赵伶俐(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人严彦(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/02(2006.01)G01S7/40(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称基于未定标极化雷达影像的角反射器探测方法(57)摘要本发明提供一种基于未定标极化雷达影像的角反射器探测方法，包括筛选局部窗口内功率值最大的点作为疑似角反射器点，剔除出现在城区中的疑似点，保留满足反射对称性的疑似点，保留同极化目标，选择多样性测度最小的目标作为探测到的角反射器。本发明在典型目标散射特性分析的基础上，通过“被选点探测-城区虚警剔除-反射对称目标保留-同极化目标保留”策略，有效地探测出未定标极化SAR影像中的二面或三面角反射器。本发明对我国雷达系统影像的定标提供了有效方法，以较少的花费保障我国所获取的全球数据质量的稳定性，并且可以较好提升雷达侦察系统的完备性、鲁棒性。CN108469614ACN108469614A权利要求书1/1页1.一种基于未定标极化雷达影像的角反射器探测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，筛选局部窗口内功率值最大的点作为疑似角反射器点；步骤2，剔除出现在城区中的疑似点，包括通过局部窗口的直方图与强度图像的负指数分布图相匹配来区分城区和非城区，以剔除城区中的疑似点；步骤3，保留满足反射对称性的疑似点，包括通过串扰测试，多次添加串扰项的微小变化值，设未定标数据HH和VV极化的相干性为γ′hhvv，设无微小变化值的未定标数据的HH、VV相干性为γhhvv，二者之间的差异Δγ：Δγ＝E(|γ′hhvv-γhhvv|)其中，E(·)表示均值当Δγ满足预设阈值时保留为满足反射对称性的疑似点；步骤4，保留步骤3中的同极化目标，包括通过串扰测试，多次在定标交叉极化失衡后的极化协方差矩阵中添加串扰项的微小变化值，计算相应γ′hhvv在满足反射对称性时，同极化通道失衡幅度|k|有两种解Rhh/vv和Rvh/hv，其稳定性是ΔR；定义多样性测度ΔD以定量判断疑似点与角反射器的相似度：ΔD＝ΔR+1-E(γ＇hhvv)ΔR＝E(|Rhh/vv-Rvh/hv|)选择ΔD最小的目标作为探测到的角反射器。2.根据权利要求1所述利用未定标极化SAR影像探测角反射器的新方法，其特征在于：步骤1中，筛选局部窗口内功率值最大的点作为疑似角反射器点实现方式如下，设局部窗口长和宽分别为P，将功率图像中每个大小为P×P的像素块中功率最大的像素点看作原始的疑似角反射器点；再设置三个辅助参数a、b和c，且有c>b>a>0，当P×P像素块中的最大功率点在长宽分别为a·P、b·P和c·P的像素块中功率值仍为最大时，该点作为初步的疑似角反射器点。3.根据权利要求2所述利用未定标极化SAR影像探测角反射器的新方法，其特征在于：对初步的疑似角反射器点进行信杂比的检核，以规避引起点状虚警的杂波。4.根据权利要求1或2或3所述利用未定标极化SAR影像探测角反射器的新方法，其特征在于：在步骤1最终所得每个疑似点周围选取一个大小为(c·P)×(c·P)的局部窗口并评价窗口内的统计特性，确定负指数分布的多视强度图像的概率密度函数，计算概率密度函数和局部窗口内90％像素点生成的直方图之间的偏差Δf，当Δf比相应阈值大时，局部窗口内的疑似角反射器点就被看作位于城区，被排除掉。5.根据权利要求1或2或3所述利用未定标极化SAR影像探测角反射器的新方法，其特征在于：所述角反射器为二面角反射器或三面角反射器。2CN108469614A说明书1/8页基于未定标极化雷达影像的角反射器探测方法技术领域[0001]本发明属于雷达遥感图像处理技术领域，特别设计一种利用未定标极化合成孔径雷达(PolarimetricSyntheticApertureRadar，POLSAR)影像进行角反射器探测的新方法。背景技术[0002]随着科学技术的不断发展，当前微波遥感设备已经由传统的单极化观测逐渐转变为全极化观测模式。极化SAR通过发射-接收不同极化方式的电磁波对目标进行成像。由于电磁波极化状态对地物物理、几何属性十分敏感，全极化SAR对目标的识别能力要远远强于传统单极化系统。由于雷达系统存在极化通道不平衡、串扰等误差，全极化SAR在投入业务运行前需要对硬件系统进行野外定标。现有的定标算法需要在定标场布设足够数量的雷达定标