雷达信号及其处理

0317666多极化SAR图像的降斑研究〔刊〕/胡艳芬//电子学报.-2003,31(2).-207～210(C) 对于多极化SAR图像,可以利用其同极化和交叉极化图像的相关性来进行降斑处理。本文对常用的几种基于多极化SAR图像的降斑方法进行了分析。重点研究了最优加权法(the optimal weighting algo-rithm),在其基础上改进提出了分块加权法,取得了明显的降斑效果,并较大地减少了运算量。最后利用实测的SAR数据进行了验证。参5     

多极化SAR图像的降斑研究

对于多极化SAR图像,可以利用其同极化和交叉极化图像的相关性来进行降斑处理.本文对常用的几种基于多极化SAR图像的降斑方法进行了分析,重点研究了最优加权法(the optimal weighting algorithm),在其基础上改进提出了分块加权法,取得了明显的降斑效果,并较大地减少了运算量.最后利用实测的SAR数据进行了验证.     

基于第二代Bandelet变换的SAR图像去噪压缩

从SAR图像的统计特性出发,构造了对比度塔(CP),对SAR图像进行相干斑抑制和对比度调整,并将第二代Bandelet变换用于SAR图像压缩.在bpp值较高的情况下,该方法提高了SAR图像的压缩性能,适用于方向信息比较丰富、背景复杂的SAR图像的压缩处理.     

基于SWT域改进粒子滤波的SAR图像降斑算法

 粒子滤波(PF)非常适合处理非高斯状态空间模型的滤波问题,而SAR图像的非高斯降斑算法正是粒子滤波的一个有效应用,本文在平稳小波变换(SWT)域上提出了一种基于马尔可夫随机场(MRF)的改进PF的SAR图像降斑算法.新算法首先分析验证了SAR图像在SWT域比在DWT域中利用广义高斯分布(GGD)建模更为精确;然后针对基本PF降斑算法中的粒子整体权重偏差问题,引入MRF重新定义粒子权重,并通过权重更新粒子的采样区间以优化粒子分布;最后为了提高本文降斑算法的实时性,依据小波系数的局部统计特性把图像分为平滑和边缘进行分区域处理.本文针对模拟SAR图像和实测SAR图像进行了仿真,仿真结果和分析表明降斑后的图像能够在去除噪声的同时较好的保持图像的边缘和纹理结构特征,而且分区域处理有效地提高了算法的效率.     

结合相干斑抑制的小波域SAR图像网格编码量化

本文结合SAR图像相干斑的抑制,研究了一种在小波域对带噪SAR图像做网格编码量化的新方法。首先将SAR图像在小波域内实施软阀值去噪声,然后根据SAR图像在小波域中各子带系数固有的树结构关系对其进行零树分类,对分类后的重要性小波系数进行网格编码量化,利用卷积编码和信号空间扩展来增大量化信号间的欧氏距离,并用维特比算法寻找最优量化序列。该方法综合了小波相干斑抑制、零树编码、网格编码量化技术,不仅利用了信号小波变换域的空间相关性,而且也较好地利用了信号间的时间相关性。在压缩的同时进行了相干斑抑制,在SAR图像的压缩中取得了很好的效果。     

基于SAR图像的自动目标识别系统设计与实现

设计并实现了一套完整的、基于合成孔径雷达（SAR,synthetic aperture radar）图像的自动目标识别（ATR,automatictargetrecognition）系统。该系统包括降相干斑处理、恒虚警率（CFAR,con-stantfalsealarmrate）检测、强散点聚类与鉴别、感兴趣区域（ROI,rangeofinterest）分割和基于模板的最大相关匹配等五大部分。SAR图像匹配模板库来自于对典型目标的电磁仿真,待检测SAR图像来自某机载SAR系统对某地面区域的成像实验。测试表明所介绍的ATR系统在满足工程性能要求的意义上,实现了在典型的地貌环境下对典型军事目标的实时自动识别。     

SAR图像组合降斑算法

SAR图像存在较强的相干斑点噪声,严重的影响了地物信息的提取与SAR图像的应用效果,作者在研究分析斑点噪声产生机理以及统计特性的基础上,提出了一种组合降斑重构算法,该算法与降斑重构性能优异的模拟退火算法降斑重构性能相当,但极大的减少了计算代价;与许多其它SAR降斑算法相比,组合降斑重构算法具有很好的降斑以及场景结构保持性能,并有较好的实用性.     

采用GSM模型进行稀疏表示的SAR图像降斑算法

针对SAR图像降斑过程中会产生过平滑现象及相干斑的滤除不彻底等问题,提出了稀疏结构符合高斯比例混合（Gaussian Scale Mixture,GSM）模型的SAR图像降斑算法。根据贝叶斯原理以及相干斑的统计特性推导该算法的数学模型,在块匹配过程中使用概率而不是欧式距离进行权重衡量,根据图像块之间的结构相似度,可以有效区分同质区与异质区,并得到图像块的较优均值估计。使用PCA字典学习方法对每个图像块进行子字典训练,实现同步稀疏编码（Simultaneous Sparse Coding,SSC）,数学模型的求解利用迭代正则化方法。分别使用合成场景SAR图像及真实场景SAR图像对算法进行验证,实验表明,相比于目前已提出的PPB算法、SAR-BM3D算法及FANS算法,该算法能有效提高等效视数,在滤除相干斑的同时很好地保留了图像的局部结构特性与纹理特征。      

一种基于提升小波的SAR图像有损压缩算法

该文根据合成孔径雷达(SAR)图像局部相关性较弱,存在相干斑噪声的特点,提出了一种基于提升小波的SAR图像有损压缩算法。它可有效去除相干斑噪声,提高计算精度和速度,改进SAR图像的压缩性能。该算法采用了嵌入式零树小波的编码方法,很好地利用小波系数的特性,使得输出的码流具有嵌入特性。利用大量的实际SAR图像对所提算法进行了仿真验证,并与其它图像压缩算法进行了对比分析,表明所提算法是有效的。     

一种新的高分辨率SAR图像相干斑噪声抑制算法

提出了一种新的基于小波变换对高分辨率合成孔径雷达图像相干斑噪声抑制的算法。首先从SAR图像相干斑噪声产生的机理出发，论述了通过传统的滤波方法在抑制高分辨率SAR图像的相干斑噪声时，损失了大量的边缘信息和纹理细节而采用小波变换降噪的优越性和必要性；其次论述了在小波域中如何利用高频局部的统计特性和分解尺度大小来选取滤波窗口尺寸进行滤波；最后通过实验结果说明了该方法比采用传统的固定窗来实现对高分辨率SAR图像的降噪、保留边缘信息和纹理细节有着更好的性能。     

Rate allocation for spotlight SAR phase history data compression

Complex phase history data in synthetic aperture radar (SAR) systems require extensive processing before useful images can be obtained. In spotlight mode SAR systems, useful images can be obtained by applying aperture weighting and inverse Fourier transform operations to SAR phase history data. In this paper, we are concerned with the compression of the complex phase history data obtained by a spotlight SAR system. We exploit knowledge of the aperture weighting function along with Fourier transform processing to attach a "gain" factor to each complex phase history data sample. This gain factor is then used to efficiently allocate bits to the phase history data during quantization. Performance evaluations are presented for this compression system relative to other existing SAR phase history data compression systems.     

一种基于脉冲压缩的机载条带SAR重叠子孔径实时成像算法

该文提出了一种基于距离向脉冲压缩体制的机载条带SAR重叠子孔径(OSA)实时成像算法,可直接应用于未采用去斜接收技术的条带机载SAR实时成像处理系统。该算法在距离向采用脉冲压缩技术、方位向采用OSA信号处理方法,能够在成像过程中完成距离徙动校正并消除空变相位误差,得到条带模式下的高分辨率图像。首先分析了条带模式SAR几何关系,然后在脉冲压缩体制下建立了回波模型并对成像流程进行了详细的数学推导,最后对运算量、存储量与成像范围进行了计算分析,对点目标数据进行了仿真,利用实时处理平台对原始数据进行了成像,验证了算法的高时效性。      

基于子孔径方法的机载SAR实时处理

分析了SAR成像过程中方位压缩的机理,提出了基于方位子孔径处理的机载SAR实时成像算法。该算法将方位压缩过程划分为多个方位子孔径的压缩,然后通过子孔径压缩结果的合成以完成方位压缩,整个过程基于快速傅里叶变换通过串行流水的方式实现。实录数据的成像实验表明,该算法能有效地克服实时成像中长合成孔径带来的困难,获得比较满意的成像质量。     

用ADSP21062高速信号处理系统实现机载SAR实时成像处理器的方位向处理

机载SAR实时成像处理器可以在载机飞行的同时获得高分辨率的SAR图像,对于实时监测、军事侦察等应用具有重要意义。实时成像处理器就是用高速数字信号处理系统来实时地实现SAR的成像算法。该文介绍SAR实时成像处理器方位向处理部分的研制,该部分采用了自行开发的、基于ADSP21062的高速信号处理系统,8片ADSP21062被安排在4个并行处理通道中,具有960MFLOPS的峰值处理速度,优化的软件设计保证了硬件资源的利用效率。仿真测试和外场实验证明了该系统的设计是成功的。该文对方位向处理部分的实现原理、硬件结构、软件设计进行了详细介绍。     

Real-time synthetic aperture radar (SAR) processing with a newsubaperture approach

A time-domain subaperture approach that is suitable for real-time synthetic aperture radar (SAR) processing and that produces high-quality, full-resolution images is presented. The real-time subaperture algorithm is based on an approximation of the phase history correction in each subaperture with a simple linear correction, which can be carried out by an up/down-conversion of the received signal followed by a moving average operation. The characteristics of the impulse response function are improved considerably by means of a frequency overlap of the subapertures and become comparable to a conventional matched filter response. Special algorithms for high-quality SAR processing, such as autofocus, Doppler centroid estimation, and range migration correction, can be efficiently implemented. High flexibility is achieved for multilook processing and no secondary range compression is needed, even for high squint angles     

Adaptive enhancement of compressed SAR images

Synthetic aperture radar (SAR) imagery is an important global all-weather surveillance and mapping satellite imagery system. As space-borne systems have a limited storage capacity, it is imperative to heavily compress SAR images, possible with lossy compression schemes. As a result, SAR images need to be enhanced in earth stations. The work reported in this paper aims to address the issue of compression artefact removal of SAR images in an adaptive manner. The SAR images, compressed using the JPEG utility at significantly low bit rates, are enhanced by adaptively removing coding artefacts and speckle noise. As edges carry significant information in satellite imagery, a significant edge image is used for edge enhancement with selective removal of noisy edges. Further, an image sharpness metric is proposed in this work to serve as an objective no-reference metric for measuring the sharpness of SAR images.     

采用格形算法对SAR图像进行压缩处理

文章提出了一种新的可用于合成孔径雷达的图像数据压缩技术。该技术基于格形编码的方案，人有比以往的压缩算法更为出色的特性，在星载和机载合成孔径雷达图像和原始数据的压缩上有着广泛的应用前景。文中给出了对机载雷达图像压缩后的实验结果和分析数据。     

基于高性能机群的环境一号C 卫星SAR 图像全分辨率快视实时处理系统设计与实现

该文设计和实现了基于高性能机群的环境一号C 卫星 SAR 图像全分辨率快视实时处理系统,该系统对环境一号C 卫星2012 年12 月9 日首次开机获取的SAR 遥感数据进行了快视图像处理。结果表明:该快视处理系统完全满足SAR 图像全分辨率快视实时处理能力。该系统是我国首次实现星载SAR 图像全分辨率快视实时处理的业务运行系统。      

基于Tetrolet Packet变换的SAR图像稀疏表示

Tetrolet变换作为多尺度几何分析的一种,能够对平滑的自然图像进行有效的稀疏表示。SAR图像具有丰富的细节纹理信息,因此经过Tetrolet变换后的高频系数依然具有较大的幅值,从而严重影响了稀疏表示SAR图像的性能。该文针对此问题提出了一种新的变换方法Tetrolet Packet,该算法将高频子带系数进行重新排序后,使用熵作为代价函数对不同的高频子带进行不同层次的Tetrolet分解得到Tetrolet最优分解树,从而使系数能量更加集中同时尽量减少方向信息,以便于后续SAR图像压缩。实验比较了Tetrolet和Tetrolet Packet两种算法,用相同个数的变换系数来进行图像重建,无论是主观视觉质量还是客观参数PSNR评价,Tetrolet Packet稀疏表示SAR图像的性能都优于Tetrolet。最后针对两种算法的变换系数均具有类似零树结构的特性,提出分别使用SPIHT和Modified-SPIHT算法对Tetrolet和Tetrolet Packet变换系数进行编码,并探讨了该两种算法对SAR图像的压缩性能。     

遥感图像数据实时无失真压缩的研究

讨论了对单波段遥感图像和多波段遥感图像都适用的一种实时无失真数据压缩的方法，该方法应用线性预测原理减少数据的冗余度并应用Huffman编码以实现最佳平均码长，文中讨论和比较了几种预测的方法，并选用了2－D空间预测，为方便实现实时的数据压缩，本文对Huffman编码作了必要的简化，对于不同编码技术的结果，文中也进行了讨论，本方法将软件仿真应用于LANDSAT TM，SPOT HRV，AIR SAR以及中科院上海技术物理研究所研制的航空成谱仪的8bit／像元遥感数据，平均压缩比为2，其中最高的为3．1，最低的为1．2。