基于稀疏正则化的SAR欺骗干扰模板预处理

由于具有低功耗、高隐蔽性等独特优势,欺骗干扰已经成为SAR对抗领域的研究热点。在从干扰模板到干扰信号,再到成像处理这一过程中,受干扰对象的带宽限制,以及干扰模板自身的旁瓣、杂波、噪声等因素影响,最终生成的虚假图像会出现明显的模糊现象,无法实现对干扰模板的准确还原。针对该问题,本文从模板变换过程中的等效低通滤波模型入手,将稀疏正则化重构方法应用于干扰模板预处理,以达到抑制图像模糊,增强欺骗效果的目的。在具体实现方式上,给出了基于匹配追踪和软阈值迭代的算法步骤,并且结合仿真实验对各算法的特点进行了分析。实验结果表明,所提出的干扰模板预处理方法能够有效抑制所生成图像中的模糊现象,提高干扰效果。同时,该方法还可为SAR图像增强以及散射中心提取等方面应用提供有益借鉴。     

图像域正则化特征增强SAR成像方法

通过分析SAR成像过程和正则化特征增强方法的特点，提出了一种在图像域进行正则化特征增强的成像方法。实验结果表明，本文方法能较好地抑制旁瓣和噪声，提高SAR图像的对比度，保护目标并提高图像的分辨率，且计算量比传统方法大大减小，有效提高了计算效率。     

基于稀疏贝叶斯正则化的阵列SAR高分辨三维成像算法

阵列合成孔径雷达(Linear Array Synthetic Aperture Radar, LASAR) 3维成像技术是一种具有重要潜在应用价值的雷达成像新体制,但受线阵天线及平台尺寸限制,传统匹配滤波成像算法难以实现LASAR高分辨3维成像。该文利用LASAR回波信号及观测目标的先验分布特性,提出了一种基于快速稀疏贝叶斯正则化重构的LASAR高分辨3维成像算法。该算法先结合贝叶斯估计准则及最大似然估计原理,构造LASAR目标重构的稀疏贝叶斯最小化代价函数;再利用迭代正则化方法求解联合范数最优化问题实现LASAR稀疏目标高分辨3维成像。另外,针对稀疏贝叶斯正则化成像运算量大的问题,结合位置预测快速成像思路,利用阈值分割算法对稀疏粗成像进行强目标提取,进而提升算法运算效率。仿真数据和实测数据验证了该文算法的有效性。      

一种改进的非凸正则项模型的噪声去除方法

针对非凸正则项模型,在去除乘性噪声时边缘信息对噪声敏感且强度较大的噪声抑制能力弱的缺陷,提出了一种改进的图像去噪新模型。在新模型中通过取对数将乘性噪声转变成加性噪声,然后在模型的正则项和忠诚项中均引入高斯卷积,既对图像进行平滑预处理,又获得丰富的边缘信息,从而对边缘作出精确定位,使新模型具有良好的鲁棒性并根据图像的特征进行平滑,因而更好地保护了图像的边缘。数值实验表明,新方法的去噪结果在定量指标上有大幅提高,视觉效果上也有较大改善,尤其是对强度较大的噪声,新方法的优势更突出。     

自适应加权的总变分正则化图像超分辨率重建

在Farsiu提出的双边总变分正则化方法中,尺度加权系数和正则化参数为定值,在边缘、纹理区域,重建图像效果不理想。针对这个问题,提出了一种自适应加权正则化函数和正则化参数的重建算法,该方法利用图像局部结构信息控制权函数形状、带宽和正则化参数,使这些参数根据图像局部结构信息自适应地调整。对所提出的算法进行了仿真实验,实验结果表明,与传统的总变分重建方法相比较,该算法能更好地重建图像的纹理细节,重建图像的对比度高。     

光谱加权协同稀疏和全变差正则化高光谱图像解混

针对传统稀疏解混方法对丰度的稀疏性表征不充分及空间信息利用率低等问题,本文在分析迭代加权稀疏解混方法的基础上,提出了一种基于光谱加权协同稀疏和全变差正则化的高光谱解混方法.该方法一方面在协同稀疏解混的基础上引入光谱加权因子进一步刻画丰度系数的行稀疏性,以促进所有像元之间的联合稀疏性;另一方面引入各向异性全变差空间正则化促进图像同质区域的平滑性,以提高解混的准确性.通过交替方向乘子法求解该模型,通过迭代,利用内外部双循环迭代方法对光谱加权因子和丰度系数进行优化.模拟和真实的高光谱数据实验结果均表明本文提出的算法与现有同类算法相比能大幅提高混合像元分解的精度,在稀疏解混方面展现出了巨大的潜力.     

基于自学习稀疏先验的三维SAR成像方法

合成孔径雷达三维成像技术(3D SAR)能通过孔径维度扩展实现三维成像能力,但数据维度大、系统实现难、成像分辨率低。压缩感知稀疏重构技术在简化3D SAR系统、提升成像质量等方面展现出巨大潜力,但面临计算复杂度高、参数设置困难、弱稀疏场景适应差等新问题,制约了其实际应用。针对上述问题,该文结合卷积神经网络的特征学习及迭代算法的深度展开理论,提出了基于自学习稀疏先验的3D SAR成像方法。首先,探讨了常规3D SAR稀疏成像中矩阵向量线性表征模型的局限性,引入成像算子提升成像算法处理效率。其次,讨论了迭代算法映射网络的深度展开模型和实现方式,包括网络拓扑结构设计、算法参数的优化约束及网络的训练方法。最后,通过仿真数据和地面实验,证明了所提方法在提升成像精度的同时,其运行时间较传统稀疏成像算法降低一个数量级。      

基于正则化增强的SAR图像分割方法

SAR图像存在强烈的相干斑噪声,因此对SRN图像的分割非常困难。本文利用图像幅度的二维微分作为正则化约束对SAR图像进行增强,在抑制噪声的同时,保持了区域的边缘。对正则化增强的SAR图像进行简单的灰度门限分割,就可以取得很好的效果。试验结果表明了该方法的有效性。     

基于投影的稀疏表示与非局部正则化图像复原方法

提出一种基于投影的稀疏表示与非局部正则化相结合的图像去模糊、去噪图像复原方法.该方法结合了自适应构造字典的稀疏表示与非局部总变差,提出的正则化模型分解为三个投影子问题进行求解以提高求解效率.实验结果表明,本文所提出的图像复原方法能够有效地保持原图像的纹理细节信息,对于不同程度的退化图像上均有较好的复原结果,在视觉效果和客观评价指标上均优于相比较的现有方法.     

前视阵列SAR回波稀疏采样及其三维成像方法

针对高分辨前视阵列SAR三维成像系统面临的距离采样率高和回波数据量大的问题,本文利用地面散射源在三维空间中的稀疏性,提出距离频域和沿航向时域二维稀疏采样并稀疏重构地面三维图像的方法.从前视阵列SAR角度观察三维地面,地面散射源在距离向和沿航向二维空间中是稀疏的,在该二维方向上联合稀疏采样有望实现最佳的稀疏采样效果.为避免距离向时域稀疏采样造成的三维成像复杂化,提出利用子脉冲结合距离频域稀疏采样的方法来实现距离向稀疏采样.同时,结合地面散射源连续性特点,提出低信噪比情况下稳健的信号重构方法.与传统三维匹配滤波成像方法相比,本方法降低了距离采样率和回波数据量,并直接重构地面散射源信息以实现三维成像.     

一种基于压缩感知的稀疏孔径SAR成像方法

 高分辨大场景合成孔径雷达(SAR)成像给数据存储和传输系统带来沉重负担.本文针对条带式SAR成像,提出一种基于压缩感知技术的稀疏孔径SAR成像方法.该方法沿方位向以部分子孔径采样的方式获取降采样的原始数据,然后在距离向采用传统匹配滤波方法实现脉冲压缩处理,在方位向则利用小波基作为场景散射系数的稀疏基,并通过求解最小l₁范数优化问题重构方位向散射系数.该方法在存在多普勒参数误差情况下,能够有效实现多普勒参数估计,具有良好稳健性.仿真和实测数据成像结果表明所提算法在方位向严重降采样条件下仍能够实现无模糊的SAR成像,具有较强的有效性与实用性.     

基于总变分的干涉成像高度计相位滤波方法

宽幅干涉成像高度计采用双天线近天底角短基线干涉测高技术,实现对海洋亚中尺度现象的高时空分辨率与高精度观测。在反演海面高度(SSH)的过程中,干涉相位滤波处理是抑制随机相位噪声,保持相位边缘细节的重要环节。该文针对成像高度计干涉相位随机噪声方差在刈幅范围内分布不均匀的特点,基于宽幅干涉成像高度计相位模型,提出一种改进的总变分正则化滤波方法,可以有效抑制去平地后成像高度计的干涉相位噪声。通过仿真数据验证,滤波相位误差的标准差(STD)由0.32 rad降低至0.023 rad,且刈幅范围内STD最大偏差小于0.001 rad。改进的总变分滤波方法实现全刈幅干涉相位误差精度的均匀分布,较好地保持了分辨率和边缘信息,为海面高程精度的一致性提供有效保障。     

基于稀疏和低秩结构的层析SAR成像方法

该文提出了一种基于稀疏和低秩结构的层析SAR三维成像方法.传统基于压缩感知的层析SAR成像方法仅仅对给定方位-距离单元的高程向进行稀疏表征和重建.考虑城市和森林等区域中各自的布局分布较为类似,目标在相邻方位-距离单元的高程向分布具有较强相关性.该方法通过引入Karhunen Loeve变换来表征相邻方位-距离单元的高程...     

基于稀疏表示的SAR地面目标分割技术

提出了一种引入先验约束的合成孔径雷达(SAR)图像的目标分割技术,以解决强杂波背景干扰下的目标分割困难问题。不同于基于统计理论的目标检测,文中利用目标图像切片在图像域的稀疏性,通过稀疏分解的方法构建目标特征窗函数实现目标的检测,并引入目标的形状先验对目标区域进行修正;然后,利用目标阴影的空间约束对基于统计检测的阴影区域进行修正,实现目标的分割;最后,基于实测数据验证了算法的有效性。