一种基于ATI‑SAR图像幅相信息融合的目标检测方法技术

一种基于ATI‑SAR图像幅相信息融合的目标检测方法：采用由粗到精的图像配准技术，校正双通道ATI‑SAR图像的幅度偏移和相位偏差；对双通道图像作复干涉处理分别提取干涉幅度和相位分量，并在干涉相位域，通过基于自动索引和区域分解的海杂波等效干涉相位估计与对消，获取表征目标‑海面相对径向运动的干涉相位分量；建立干涉幅度、相位“模”相关准则，从而在MIMP特征域用自适应阈值算法来检测目标。本发明专利技术在平台速度和基线长度等参数精度不高的情况下，可实现双通道图像精细配准；通过充分考虑并滤除背景杂波随机起伏运动的干扰，建立具有普适意义MIMP准则，有效利用干涉幅度和相位信息来增强目标‑杂波对比度，提升对复杂场景下多目标、弱小目标的检测能力。

A method to detect ATI SAR image information fusion based on amplitude and phase

A ATI SAR image amplitude and phase information fusion target detection method based on the coarse to fine image registration, correction of dual channel ATI SAR image amplitude offset and phase deviation; the dual channel image were extracted as interference interference amplitude and phase components, and in the phase domain, through the automatic indexing the sea clutter based on domain decomposition and phase estimation of wave interference and interference cancellation, phase component acquisition target sea relative radial motion characterization; establish interference amplitude and phase \model\ of related standards, resulting in a MIMP feature domain with adaptive thresholding algorithm to detect target. The present invention in precision parameters of the platform speed and baseline length is not high, can achieve precise dual channel image registration; by considering the background interference wave filtering and random fluctuation of movement, to establish a universal MIMP criterion, the effective use of interference amplitude and phase information to enhance target clutter contrast enhance the ability to detect multiple targets under complex scene, dim target.

【技术实现步骤摘要】
一种基于ATI-SAR图像幅相信息融合的目标检测方法
本专利技术属于雷达目标识别
，具体涉及一种基于沿航迹干涉(ATI)SAR图像幅相信息融合的目标检测方法。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR)因具有全天时、全天候的成像能力且观测范围较广，在海运交通监管、渔业管理、海上搜救乃至海上军事目标侦察等领域具有重要应用价值。目标检测是SAR图像目标监视系统的关键处理技术之一，可实现从复杂背景中提取感兴趣目标区域，为后续特征提取与分类识别提供必要的目标信息输入，其性能对整个监视系统的识别精度和效率具有至关重要的影响。现有的SAR图像目标检测技术多数是利用单通道SAR图像，根据目标与背景的散射幅度差异来检测目标的方法。对于低散射目标(如：小船)，或强杂波(如：高海情、小入射角)下的情况，该类方法的检测精度急剧下降。沿航迹干涉(ATI)SAR成像技术的发展，为利用背景与目标径向速度不同所引起的多通道SAR图像的干涉相位差异，实现强杂波下的弱小目标检测提供了一条技术途径，因为干涉相位与散射强度无关。但实际情况下，不确定的等效基线长度、图像配准误差、海环境的随机起伏等因素易引入相位偏移，造成干涉相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ATI‑SAR图像幅相信息融合的目标检测方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：由粗到精的双通道图像配准；其中，根据主从式ATI‑SAR成像几何关系，在假设目标静止的情况下，由SAR成像处理所得的前、后通道复图像，得到前、后通道复图像沿方位向偏移量和相位偏差；以前‑通道图像为基准，根据偏移量将后‑通道图像沿方向平移，并根据相位偏差进行相位补偿，实现双通道图像的粗配准；以及，采用基于频谱变换的亚像素平移法，对双通道图像进行细配准；步骤2：对配准的ATI‑SAR双通道图像，进行基于复干涉处理的干涉幅度和相位分量提取；步骤3：基于自动索引和区域分解的海杂波干涉相位估计与对消；在干涉相位域，采...

【技术特征摘要】
1.一种基于ATI-SAR图像幅相信息融合的目标检测方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：由粗到精的双通道图像配准；其中，根据主从式ATI-SAR成像几何关系，在假设目标静止的情况下，由SAR成像处理所得的前、后通道复图像，得到前、后通道复图像沿方位向偏移量和相位偏差；以前-通道图像为基准，根据偏移量将后-通道图像沿方向平移，并根据相位偏差进行相位补偿，实现双通道图像的粗配准；以及，采用基于频谱变换的亚像素平移法，对双通道图像进行细配准；步骤2：对配准的ATI-SAR双通道图像，进行基于复干涉处理的干涉幅度和相位分量提取；步骤3：基于自动索引和区域分解的海杂波干涉相位估计与对消；在干涉相位域，采用基于直方图分析的预分割算法生成杂波索引矩阵，通过自动索引去除目标像素干扰；以及，对海杂波局部等效干涉相位进行分块估计和对消，得到表征目标-海面相对径向运动的干涉相位分量；步骤4：对干涉幅度分量、表征目标-海面相对径向运动的干涉相位分量进行归一化，进而对两者归一化结果进行基于“模”相关的干涉幅度和相位信息融合；步骤5：在干涉幅相特征域，采用Pareto分布对海杂波的统计特性进行建模，并采用恒虚警率(CFAR)算法实现自适应阈值检测。2.如权利要求1所述的目标检测方法，其特征在于，步骤1中进行双通道图像的粗配准，包含：基于主从式ATI-SAR成像几何关系，设定雷达平台沿x轴方向以速度va飞行；A0处的天线全孔径发射信号，Afore，Aaft处的两个子孔径同时接收回波信号，基线长度为2b；假设目标静止的情况下，经SAR成像处理所得前、后通道复图像可分别表示为式中：tr，ta分别为快、慢时间采样；σ为目标复散射函数；ρr，ρr分别为距离和方位向点扩展函数；R0为雷达与目标的最短斜距，x0为目标的方位向位置；c和λ分别为光速和波长；对比式1和式2，得到前、后通道复图像沿方位向偏移量为Δx＝b，相位偏差为ΔΦ＝exp(j4πvabta/λR0)；以前-通道图像为基准，将后-通道图像沿方向平移Δx和相位补偿ΔΦ，来实现双通道图像的粗配准。3.如权利要求2所述的目标检测方法，其特征在于，步骤1中采用基于频谱变换的亚像素平移法，对双通道图像进行的细配准，包含：其中，根据对谱域信号乘以非整数相位，与对时域信号利用Sinc插值平移相应的非整数采样点等价的原理，对后-通道图像进行方位向偏移微调，即：式中：Iaft(m,n)为时域后-通道复图像，(m,n)为像素点的坐标；为沿方位向快速傅里叶变换所得谱域数据；N为方位向采样点数，n0为非整实数；从而，构建能量函数为双通道图像频谱的均方误差式中：为对时域前-通道复图像沿方位向FFT所得谱域数据；M为图像距离采样点数；通过迭代平移后-通道图像，直至其与前-通道图像的均方误差小于设定数值。4.如权利要求3所述的目标检测方法，其特征在于，步骤2中，对配准的ATI-SAR双通道图像进行复干涉处理式中：...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾丹丹，张元，王晓冰，徐秀丽，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31