POS数据在机载干涉SAR运动补偿中的应用

提出了一种利用高精度的定位定向系统(POS)数据,在SAR成像阶段实现机载干涉SAR运动补偿及图像配准的成像处理方法。该方法针对机载干涉SAR系统的双天线雷达数据对的特点,在成像阶段直接利用高精度的POS数据完成干涉SAR图像对的位置误差补偿、干涉相位误差补偿以及自动配准等过程。实际处理结果表明,该方法可以有效地提高机载干涉SAR的图像质量,改善复图像对之间的相干性,非常适用于机载双天线干涉SAR雷达数据的成像处理过程。     

一种去除回波频谱调制的直升机SAR成像方法

直升机机载合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)信号受到主旋翼遮挡和直升机振动的调制,给合成孔径成像造成很大影响。本文采用时频分析方法对调制产生的原因和特征进行分析和研究,提出利用去斜后的方位相位误差作补偿,再进行相位梯度自聚焦(Phase gradient autofocus,PGA)处理,实现调制雷达回波的高质量SAR成像。实测数据表明,本方法较好地解决了回波调制情况下的成像问题,对直升机平台SAR成像具有重要的参考价值。     

机载SAR实时运动补偿和成像的FPGA实现

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现机载合成孔径雷达(SAR)实时运动补偿和成像的设计方案。该方案采用重叠子孔径算法和相位梯度自聚焦算法实现空变运动误差的补偿和成像。整个设计集成在一片Xilinx公司的Virtex-IV芯片中。该设计适用于发射线性调频信号的聚束式和条带式SAR数据处理。文中给出了详细的设计步骤,并对资源应用情况和运算速度进行了分析。最终成像结果表明,该设计方案完成了实时运动补偿及成像的功能。     

基于Vega软件的SAR实时仿真技术

进行合成孔径雷达（SAR）成像仿真是研究成像雷达的一个重要手段。本文在分析SAR成像仿真机理的基础上,提出了一种利用视景仿真软件Vega进行SAR实时成像的仿真方法。利用软件平台VC＋＋、Multigen Creator和Vega设计机载合成孔径雷达（SAR）成像仿真系统,分析了影响机载SAR成像质量的各种参数,论述了利用Vega的雷达仿真模块——RadarWorks开发机载SAR成像仿真软件的流程以及整体系统的实现等关键技术。     

高精度动态GPS在机载新型SAR上的应用研究与分析

随着机载SAR的发展,尤其是对机载干涉SAR和高分辨率SAR系统的研究深入,机载 SAR系统迫切需要精确的三维位置、速度、加速度以及姿态信息来进行机载SAR的运动测量和运动补偿处理,并需要严格的时间同步。而高精度动态GPS系统可以实时地提供精确的位置、速度和时间等信息,因此高精度动态GPS成为新型机载SAR系统的重要组成部分。对高精度动态GPS 在机载新型SAR上的应用进行了研究,并在实际机载SAR飞行应用和SAR图像处理中发挥了重要作用。     

FM-CW SAR动目标检测算法研究

借鉴发射调频三角波信号构建双通道回波数据的思想,结合DPCA技术,对机载单天线FM-CW SAR动目标检测算法进行深入研究。在常规FM-CW SAR成像过程中可忽略的RVP项,在杂波对消时会引起严重通道相位失配,导致动目标检测失败,因此,在分析FM-CW SAR动目标检测原理的同时,重点研究了RVP对动目标检测结果的影响并给出补偿方法。理论推导和仿真实验证实了算法的可行性与正确性。     

《计算机研究与发展》2003年(第40卷)总目次

第一期一种实时自适应滤波的方法和在SAR方位向预处理中的应用邵　洁　陈冰冰　姚　萍　王贞松 (1)………………………实时SAR成像系统中矩阵转置的设计和实现谢应科　张　涛　韩承德 (6 )……………………………………………………机载SAR实时成像系统自聚焦方法研究韩冀中　韩承德　王贞松 (12 )…………………………………………………………无数据转置的并行SAR成像的研究和实现莫志锋　韩冀中　王贞松　韩承德 (19)……………………………………………机载SAR实时成像系统中的数据可视化研究王　　章立生　王宏安　王贞松　韩…     

机载SAR实时成像系统自聚焦方法研究

发展我国自主产权的机载SAR（合成孔径雷达）实时成像系统，对于军事国防、资源探测、灾害预报等领域均具有重要的意义，在SAR成像算法中，自聚焦的好坏是影响图像分辨率的关键因素，但是因为自聚焦算法的复杂性，国内目前尚未有效地解决它在实时环境中的实现问题，从而使得实时成像的质量比较差，提出了一种利用GPS（全球定位系统）数据改善机载SAR实时成像系统自聚焦性能的实现方法，并在自主研制的机载SAR实时成像系统上实现，使该系统的成像分辨率得到明显改善。     

机载SAR 实时成像处理系统设计

介绍了机载SAR 实时信号处理器的体系结构和实时信号处理的算法流程, 通过对载机平台实测数据进行成像处理, 给出了高分辨率的SAR 图像, 验证了该系统的可靠性。
     

匀速运动目标的聚束SAR成像特征分析

运动目标的合成孔径雷达(SAR)成像特征是SAR/GMTI系统中进行运动目标检测和成像的基础.以往研究都是在两维可分离条带SAR成像算法条件下讨论目标运动对成像的影响,而很少考虑高分辨聚束SAR成像算法处理后运动目标的成像特征.本文推导了两种典型高分辨聚束SAR成像算法(RMA和PFA)处理后的动目标误差谱表达式,并在此基础上从目标几何定位误差、残留距离徙动和散焦等方面给出了完整的聚束SAR运动目标响应特征分析.最后通过仿真数据处理验证了分析结果.     

Halftone Visual Cryptography Via Error Diffusion

Halftone visual cryptography (HVC) enlarges the area of visual cryptography by the addition of digital halftoning techniques. In particular, in visual secret sharing schemes, a secret image can be encoded into halftone shares taking meaningful visual information. In this paper, HVC construction methods based on error diffusion are proposed. The secret image is concurrently embedded into binary valued shares while these shares are halftoned by error diffusion—the workhorse standard of halftoning algorithms. Error diffusion has low complexity and provides halftone shares with good image quality. A reconstructed secret image, obtained by stacking qualified shares together, does not suffer from cross interference of share images. Factors affecting the share image quality and the contrast of the reconstructed image are discussed. Simulation results show several illustrative examples.      

一种鼻内窥镜虚拟手术仿真系统

针对传统误差扩散法在中频区域存在的结构纹理，提出了一种基于视觉差的误差扩散算法（PEB Error Diffusion）。PEB－ED借鉴了DBS中考察人类视觉误差的思想，对误差扩散结果中最容易发生误处理的中间调区域像素进行二次处理，因而明显减少了由固定的误差扩散滤波器所产生的结构性纹理，提高了图像的整体视觉效果。此外，它还可以减弱实际打印中“点增益现象”的影响。     

基于视觉差的误差扩散半色调算法

针对传统误差扩散法在中频区域存在的结构纹理，提出了一种基于视觉差的误差扩散算法(PEB Error Diffusion)。PEB-ED借鉴了DBS中考察人类视觉误差的思想，对误差扩散结果中最容易发生误处理的中间调区域像素进行二次处理，因而明显减少了由固定的误差扩散滤波器所产生的结构性纹理，提高了图像的整体视觉效果。此外，它还可以减弱实际打印中“点增益现象”的影响。     

SAR image reconstruction and autofocus by compressed sensing

A new SAR signal processing technique based on compressed sensing is proposed for autofocused image reconstruction on subsampled raw SAR data. It is shown that, if the residual phase error after INS/GPS corrected platform motion is captured in the signal model, then the optimal autofocused image formation can be formulated as a sparse reconstruction problem. To further improve image quality, the total variation of the reconstruction is used as a penalty term. In order to demonstrate the performance of the proposed technique in wide-band SAR systems, the measurements used in the reconstruction are formed by a new under-sampling pattern that can be easily implemented in practice by using slower rate A/D converters. Under a variety of metrics for the reconstruction quality, it is demonstrated that, even at high under-sampling ratios, the proposed technique provides reconstruction quality comparable to that obtained by the classical techniques which require full-band data without any under-sampling.     

一种检测与校正JPEG数据传输错误的新方法

无线传输JPEG数据时，由于信道存在噪音，经常会发生偶然性错误或突发性错误，因此错误检测与恢复在无线传输JPEG图像中有着举足轻重的作用。由于JPEG图像对传输错误非常敏感，一个bit位的传输错误就会影响后续位的解码，从而造成图像质量的严重下降。传统的处理JPEG传输错误是采用错误掩藏与编码自同步方法。其中错误隐藏是使用插值的方法来恢复数据，但其会在一定程度上降低传输图像的质量；编码自同步方法则会影响传输数据的通用性。为了更好地检测与校正JPEG数据传输错误，提出了一种新的JPEG编码数据传输错误检测与恢复方法。该方法以图像相关性作为判别依据，使用全搜索的方法来恢复数据。通过对该方法可行性进行的理论分析和仿真的实验表明，该方法可以更好地恢复偶然性传输错误，并可极大提高无线传输JPEG图像的质量。     

相位梯度自聚焦算法在条带模式SAR中的应用

相位梯度自聚焦(PGA)算法是一种稳健的高分辨SAR相位校正方法，在SAR领域得到广泛应用。但PGA是对聚束模式成像提出的，不能直接用于条带模式。本文利用两种模式之间的内在联系，将条带模式SAR数据分块处理，等效成聚束模式数据。然后，用聚束照射SAR成保算法实现成像，此时就可以利用PGA完成各决于图像的自聚焦过程，最后将各于固体适当拼揍，从而实现条带模式SAR的PGA处理，外场数据的处理证实了本文方法的可行性，同时，分块处理条带SAR数据实现了聚束照射SAR与条带模式SAR成像算法上的统一。     

基于场景模态深度理解网络的单目图像深度理解

基于深度卷积神经网络的图像处理方法得到的单目深度图像质量远高于传统图像处理方法,但该方法对无用特征的训练易产生误差积累,且基于回归求解的连续深度距离预测精度较低,导致图像深度信息提取不精确、目标边缘模糊与图像细节缺失.提出一种应用于单目彩色图像的场景模态深度理解网络.建立以堆叠沙漏为主框架的网络模型,通过反复进行自下而...     

一种适于弹载平台的PFA波前弯曲补偿方法

极坐标格式算法（Polar format algorithm,PFA）将球面波前近似为平面波前,由此引入的误差会造成SAR图像出现严重的边缘模糊和几何失真。之前的波前弯曲补偿方法都是基于雷达平飞假设,然而由于弹载SAR平台大俯冲、大斜视的机动特点,使得现有的滤波器设计方法无法直接应用于雷达平台俯冲等机动条件,波前弯曲误差补偿方法的应用范围因此受到很大限制。本文根据导弹飞行末端大斜视、大俯冲的机动特点,推导了雷达俯冲机动条件下波前弯曲空间频域相位误差的精确表达式,通过空变后滤波等处理实现了弹载SAR极坐标格式算法波前弯曲误差的精确补偿,有效地解决了弹载SAR俯冲机动条件下PFA图像的模糊和几何失真问题。该方法扩展了图像后处理补偿极坐标格式算法波前弯曲误差的应用范围,进一步完善了极坐标格式算法的波前弯曲补偿理论。最后通过仿真验证了公式和方法的正确性。     

基于视觉相似性的半色调图像评价方法

为衡量半色调图像质量或加网算法的优劣,提出平均亮度相似性误差、平均对比度相似性误差和视觉相似性误差以衡量半色调图像与连续调图像之间的视觉相似性。该方法根据人眼视觉局部适应性特征,把图像划分子区域,利用亮度掩蔽和对比度掩蔽的特征,获得各子区域的亮度相似性误差和对比度相似性误差,最终获得平均亮度相似性误差、平均对比度相似性误差和视觉相似性误差分别评价半色调图像与原连续调图像在亮度和纹理的视觉相似性,及半色调图像中的局部缺陷。分别通过与峰值信噪比(PSNR)和权重信噪比(WSNR)在亮度相似性上进行比较,与全局质量因子(UQI)和图像结构相似(SSIM)在评价纹理相似性上进行比较,发现所提质量评价方法比较接近人眼视觉评价的结果。     

双参数估计的改进自聚焦算法

传统自聚焦算法的多普勒调频率拟合模型中当最近斜距存在误差时,由于只考虑载机地速对多普勒调频率的影响,导致多普勒调频率拟合后会引入沿距离向变化的二次相位误差,该二次相位误差会严重影响高分辨率合成孔径雷达(SAR)成像的质量。为解决此问题,通过分析载机地速和最近斜距两个系统参数存在误差时对多频率调频率拟合的影响,提出了基于自聚焦算法结合最小二乘方法联合估计最近斜距和载机地速的双参数估计算法。该算法采用的估计模型相比于传统单参数估计算法更加符合真实的方位多普勒模型,在没有外定标的情况下可以很好地估计最近斜距误差。最后通过实测数据成像验证了该算法在高分辨率SAR成像中的有效性和适用性。