一种改进的组合实时自聚焦算法

在高分辨率SAR中,方位向运动误差给成像带来的影响越来越大,传统的相位梯度自聚焦(PGA)方法能够估计出运动误差,但其需要多次迭代计算,计算量大,不适合用于实时成像。为了满足高分辨率SAR实时成像的需求,提出了一种改进的组合实时PGA方法。这种方法将改进的频移相关算法(ISAC)算法、 PGA算法与RD成像算法结合运用,不仅使计算量大大减少,而且通过在频移相关算法中加入适量的迭代运算,降低了对运动初始参数的精度要求,取得了较好的成像效果。理论分析和实际数据处理证明了这种方法的有效性。     

等效斜视波数域算法

文中通过对等效斜视波数域算法的改进解决该算法在微波成像时存在的成像指标不一致性问题,所得到的改进算法对于大测绘带高分辨率微波成像具有一定的工程应用价值.     

一种高分辨率机载SAR实时运动补偿系统设计

SAR系统要实现连续地实时成像,必须具备1套稳定可靠的实时运动补偿系统。本文设计了1种基于GPS和惯性测量器件组成的SAR实时运动补偿系统,该系统能够稳定地实时地输出载体的运动信息,不受目标场景约束,并且运算量适中,适合在飞机载体有限的体积、功耗约束下实现高实时性的运动补偿系统。实际的SAR载机飞行试验证明本文设计的实时运动补偿系统能够支撑SAR系统完成长时间连续的实时成像。     

机载SAR海面舰船成像多普勒参数估计

本文详细分析舰船运动对SAR成像的影响,对运动引起的二次相位误差应用分块对比度最优自聚焦算法进行补偿;对运动引起的一次相位误差利用估计多普勒中心频率的方法进行估计;文中提出的多普勒中心频率估计方法在图像域进行,给出该方法严格的公式证明和算法流程。最后对实际机载SAR海面数据进行处理和分析,结果验证了该方法的有效性。     

基于三维人脸成像系统的复数域人脸识别方法

三维人脸识别是模式识别和人工智能领域的研究热点。提出了一种利用人脸图像的二维灰度信息和三维深度信息进行人脸识别的算法。首先利用相关型图像传感器构成三维实时人脸成像系统,并将获得的三维人脸物理数据用复数形式表达。再将特征脸（Eigenface）方法和Fisherface方法拓展到复数域,提出了复数域特征脸方法和复数域Fisherface方法。改进的复数域人脸识别方法在三维实时成像系统的人脸数据库中进行的人脸识别实验表明,复数域的三维人脸识别方法明显优于传统的人脸识别方法。     

相位梯度自聚焦算法在机载合成孔径雷达运动补偿中的应用

研究了机载合成孔径雷达运动补偿中可以补偿任意阶相位误差的相位梯度自聚焦(PGA)算法,提出一种PGA快速算法。与雷达成像算法结合后,图像测量精度得到提高。     

基于SAR成像的FBP算法、FFBP算法三维快速重建

后向投影(BP)算法,具有成像精确高、易于补偿等优点,适用于任何成像方式,近年来广泛应用于雷达成像领域。但由于三维成像的运算量大,比较耗时,严重影响了实时成像的效率。在极坐标条件下,快速后向投影(FBP)算法和快速因式分解后向投影(FFBP)算法,利用子孔径划分的方式进行成像,一定程度上解决了实时成像的问题。对比分析了BP算法、FBP算法、FFBP算法3种算法的单点目标分辨率,结果基本一致,从而验证算法的有效性。进一步,对多点目标仿真和实测数据成像结果的分析表明:FFBP算法、FBP算法与BP算法相比,可以提高计算效率,适用于三维实时近场成像系统,更好地应用于人体安检领域。     

逆合成孔径雷达相位补偿算法研究

逆合成孔径雷达的运动补偿技术是其成像技术中关键所在,而逆合成孔径雷达的运动补偿包括距离对准和相位补偿两方面,其中相位补偿在成像中起到了至关重要的作用,分别采用单特显点法、多普勒中心跟踪法和PGA自聚焦法对在最小熵包络对齐后的数据进行成像,仿真结果显示PGA算法在相位补偿算法中优势明显。     

一种视频对象分割技术的研究与实现

本文提出一种可以从复杂场景中分割出视频对象的方法.首先对视频图像进行全局运动估计和补偿校正,并将相邻两帧进行差分检测.然后利用Neyman-Pearson准则从差分图像中提取运动区域,根据提取的运动区域研究了一种在序列图像差分域中进行区域生长的算法,获得了视频对象的二值化分割模板.最后利用运动检测算法剔除由于噪声导致的标记块.实验结果表明,本文所述方法能够有效的分割出视频对象.     

借助特征线度的飞机被动定位研究

介绍了一种在目标跟踪基础上借助图像序列中某些特征线度信息,及三维运动分析技术对飞机进行红外单站被动定位的新算法.该算法基于相邻图像帧之间目标特征点的匹配,然后提取具有旋转平移不变性的特征线度信息,结合成像目标的俯仰角和方位角的实时测量值,从而通过特定的定位方程估计出飞机相对测量站的距离变化量.在初始距离导引下,本算法可实现递推测距.研究表明它适用于匀速、匀加速和变加速等各种运动模型,具有定位精度高、体积小和便于机动的特点.该算法也可用于导弹的跟踪制导,有关原理与方法对可见光成像被动定位同样有效.     

基于GPU的机载高分SAR运动补偿和自聚焦

对于高分辨率宽测绘带机载SAR,载机平台运动误差导致的相位误差具有严重的距离向空变性,因此在距离向采用了分段相位梯度自聚焦(PGA)算法来提高聚焦性能。然而传统的基于CPU的处理平台已经不能完全满足大量回波数据和复杂算法的快速处理。论文中针对机载高分SAR,提出适用于机载高分SAR的改进的距离向空变PGA算法。基于CPU+GPU的协同架构,改进的自聚焦算法和惯导运动补偿都得到了最大的并行优化。实验结果显示,该改进方法在并行平台上能够达到48倍的加速比的提升。     

聚束式合成孔径雷达回波数据分块模拟方法

本文提出了一种将聚束模式合成孔径雷达(SAR)回波数据在方位向分成若干子数据,然后将子数据采用条带模式SAR回波模拟算法生成的方法.该方法得到的每个子回波数据的方位向带宽小于条带模式SAR的方位向采样频率,利用它们多普勒频率之间的关系在频域进行插值、移位后可以合成完整的聚束式SAR回波数据;也可以对每个子回波数据使用标准的条带模式聚焦技术进行处理后合成完整的聚束式SAR图像.另外,该方法也说明对聚束式SAR回波数据可以采用方位向分割的方法进行条带式处理,这也可以作为聚束式SAR成像处理器的一个研究方向.仿真结果证明了该方法的有效性.     

X波段双站SAR实验及其处理方法的研究

双站SAR是一种新体制SAR,它具有构型灵活多变、隐蔽性强等优点,在国防建设中具有重要的应用前景。双站SAR的同步误差和信号处理的复杂性给实际系统和成像处理都增加了困难。在X波段双站SAR一站固定模式的实验基础上,针对实际实验系统设计,对同步误差的产生和消除进行了分析,并利用BP算法对实验数据进行了处理。仿真和实际数据处理结果都证明了本次实验设计的有效性和算法的正确性。     

改进相似性度量准则的SAR-BM3D相干斑抑制算法

针对三维块匹配（BM3D）算法在合成孔径雷达（SAR）图像相干斑抑制时存在块相似性度量不准确的问题,提出一种改进广义似然比准则（GLR）的SAR BM3D相干斑抑制算法。该算法根据在光学图像去噪效果良好的BM3D算法,以变换域方法和非局部思想为基础,考虑SAR图像相干斑特性,采用概率相似性度量方法用于块匹配步骤,从而达到较好的相干斑抑制效果。实验证明,提出的算法对SAR图像的相干斑抑制可以获得更高的信噪比和更好的视觉效果。     

基于BAQ算法的雷达图像新压缩方法研究

BAQ算法是一种针对合成孔径雷达的数据压缩算法。BAQ首先对雷达成像之前的数据进行压缩,再使用压缩后的数据来进行雷达的成像。利用合成孔径雷达原始信号满足高斯分布的性质,以及雷达成像之后的图像灰度值分布满足瑞丽分布的特性,提出了一种针对雷达成像之后的图像进行压缩的算法,该方法仍然采用BAQ算法思想对图像的灰度值进行量化压缩,达到对数据进行压缩的目的。仿真实验表明该方法具有相当好的压缩效果,为雷达信号的压缩方法提供了一种新的解决思路。     

PRF-ambiguity resolution for SAR by contrast minimization in range-Doppler domain

An algorithm was developed to accurately estimate the Doppler centroid, which is needed for high-quality synthetic aperture radar (SAR) image formation by resolving the SAR pulse repetition frequency (PRF) ambiguity. The algorithm uses the SAR range migration to resolve the PRF-ambiguity by searching for a PRF-ambiguity number that minimizes the intensity contrast in the range-Doppler domain. Experimental results show that the approach, compared with traditional methods for resolving the SAR PRF ambiguity, is more suitable for both high contrast scenes such as urban areas and low contrast scenes such as mountains. Moreover, the approach is more computationally efficient for there are no time-consuming correlations or fast Fourier transform (FFT) operations needed in the range-Doppler domain and only part of the range cells are used in the calculation. Translated from Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 2006, 46(7): 1 259–1 261 [译自: 清华大学学报(自然科学版)]     

基于三维匹配块的SAR图像相干斑抑制研究

合成孔径雷达(SAR)图像中存在相干斑噪声,不能准确反映照射区域的散射特性,增加了信息提取的难度。三维匹配块(BM3D)算法是在变换域中的稀疏表示,将相似的图像块分到一个三维空间中,从而达到去噪的目的。通过对噪声模型特征的分析及参数设置,将适用于加性噪声模型的BM3D算法应用到乘性噪声中。采用仿真与传统方法对比表明,利用BM3D算法抑制相干斑噪声,其边缘保持指数达到了0.484 5,在降噪的同时又较好地保存了图像的细节特征,验证了算法的有效性。     

增强型Shearlet域SAR图像去噪

针对合成孔径雷达(SAR)图像固有的相干斑噪声,提出了一种增强型Shearlet域SAR图像滤波去噪算法。该算法首先分析SAR图像的局部特性,利用局部特性,将图像分成均质区域、非均质区域和边缘区域。对均质区域,用均值滤波器进行滤波去噪;对非均质区域,用Shearlet变换处理去噪;对边缘区域,进行直接保留。实验结果证明,该算法不仅能够显著消除相干斑噪声,明显的提高视觉效果,而且能够很好的保持边缘细节和纹理信息。     

基于压缩感知的SAR宽带干扰抑制方法

压缩感知合成孔径雷达成像能够利用较少的观测数据清晰的恢复目标图像,但当回波中存在宽带压制干扰时,会严重破坏场景稀疏性,造成成像质量恶化。研究了一种基于选择性测量的自适应压缩感知宽带压制干扰抑制方法,通过构造一种压缩域投影滤波器并结合噪声联合检测算法,自适应感知干扰的位置信息,对合成孔径雷达（SAR）回波信号进行选择性测量,从“源头”上避免了干扰对SAR目标回波信号稀疏性的影响。仿真结果表明,该方法在减少SAR系统处理数据量的同时,使SAR成像质量明显提高,证明了该方法的有效性。