【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据处理，特别涉及一种基于lpc补偿的极化目标分解方法。
技术介绍
1、极化合成孔径雷达（polsar，极化sar）是一种先进的对地观测合成孔径雷达系统（sar）。与传统sar相比，极化sar极大地提高了对地面目标散射信息的获取能力，是现代sar发展的重要方向之一。随着人们对极化sar理论理解的逐步深入以及sar技术的不断发展，极化sar技术在最近几十年取得了突飞猛进的发展。极化sar在土地覆盖分类、地物参数反演、目标识别、地形测绘、城市变化监测、海洋监测等众多领域正取得日益广泛而深入的应用。极化sar应用的一个基本前提是对目标的极化特性进行分析。
2、目标极化分解是一种重要的、常用的目标极化特性分析技术。其中，基于模型的非相干目标极化分解由于操作简单、物理意义明确成为了目标极化分解的重要分支。基于模型的非相干目标极化分解引起了广泛关注，吸引了大批研究人员的注意力，已经成为目标极化分解和极化sar领域的研究热点、难点。
3、现有技术中，基于模型极化目标分解（model-based target decomposition，mtd）容易出现负功率像素、相干矩阵元素利用不充分的问题。由于目标散射时对极化电磁波存在变极化作用，造成目标散射矩阵元素在传统的水平-水平极化（hh）、垂直-垂直极化（vv）散射系数与水平-垂直极化（hv）散射系数存在耦合，处理时又未加以区分，无法区分交叉极化分量的贡献来源，从而使mtd分解后出现负功率像素。
技术实现思路
1
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下技术方案来实现的：基于lpc补偿的极化目标分解方法，包括以下步骤：
3、输入目标图像的全极化数据，所述全极化数据表示为与所述目标图像对应的第一相干矩阵；
4、计算得到与所述第一相干矩阵对应的相位角，并基于所述相位角对所述第一相干矩阵进行补偿，以得到第二相干矩阵；
5、计算得到与所述第二相干矩阵对应的构型度，并基于所述构型度对所述第二相干矩阵进行旋转，得到第三相干矩阵；
6、对所述第三相干矩阵进行特征值分解，以得到极化熵，并基于所述极化熵表征目标分布比，以量化并区分交叉极化分量的贡献；
7、基于以下表达式对所述第三相干矩阵进行分解：
8、；
9、式中，分别是分解的面散射矩阵、二面角散射矩阵和体散射矩阵，分别是面散射功率、二面角散射功率和体散射功率；
10、基于全局定向角分解所述面散射矩阵、二面角散射矩阵及体散射矩阵，以比较交叉极化分量的贡献中面散射和偶次散射的大小；
11、若面散射占优，则判定偶次散射为相干的金属二面角散射，并基于所述偶次散射参数求解面散射参数、面散射功率及二面角散射功率；
12、若二面角散射占优，则判定面散射为相干的漫散射，并基于所述面散射参数求解偶次散射参数、面散射功率及二面角散射功率。
13、根据上述技术方案的一方面，所述第一相干矩阵的表达式如下：
14、；
15、计算得到与所述第一相干矩阵对应的相位角的步骤具体包括：
16、基于以下计算式得到与所述第一相干矩阵对应的相位角：
17、（2）；
18、式中，是四象限的反正切函数，im表示对复数取虚部，n＝，表示将所述相位角限定于，表示去符号运算。
19、根据上述技术方案的一方面，基于所述相位角对所述第一相干矩阵进行补偿，以得到第二相干矩阵的步骤具体包括：
20、根据以下计算式，并基于所述相位角对所述第一相干矩阵进行补偿，以得到第二相干矩阵：
21、；
22、式中，为所述第二相干矩阵，为所述相位角对应的三阶单位旋转矩阵，，j为虚数。
23、根据上述技术方案的一方面，计算得到与所述第二相干矩阵对应的构型度的步骤具体包括：
24、基于以下计算式得到与所述第二相干矩阵对应的构型度：
25、；
26、式中，为所述构型度，表示取实数。
27、根据上述技术方案的一方面，基于所述构型度对所述第二相干矩阵进行旋转，得到第三相干矩阵的步骤具体包括：
28、根据以下计算式，并基于所述构型度对所述第二相干矩阵进行旋转，得到第三相干矩阵：
29、；
30、式中，为第三相干矩阵，为所述构型度对应的三阶单位旋转矩阵，；
31、所述第三相干矩阵的表达式如下：
32、
33、；
34、式中，为偶次散射参数，为面散射参数，为所述偶次散射参数的共轭复数，为所述面散射参数的共轭复数，上标s表示面散射，上标d表示二面角散射，，和是定向角的均匀分布散射微粒的分布模型；
35、其中，所述第三相干矩阵中的元素满足：。
36、根据上述技术方案的一方面，对所述第二相干矩阵进行特征值分解，以得到极化熵并基于所述极化熵表征目标分布比，以量化并区分交叉极化分量的贡献的步骤具体包括：
37、对所述第二相干矩阵进行特征值分解，以得到特征值，并基于以下表达式得到极化熵h：
38、；
39、；
40、式中，为交叉极化分布比，为所述特征值的伪概率，的表达式为：
41、。
42、根据上述技术方案的一方面，面散射矩阵的表达式如下：
43、，；
44、所述二面角散射矩阵的表达式如下：
45、，。
46、根据上述技术方案的一方面，各所述分布模型的表达式如下：
47、；
48、；
49、；
50、其中，i为s或者d，表示面散射对应的定向角，表示二面角散射对应的定向角；
51、所述体散射矩阵的表达式如下：
52、。
53、根据上述技术方案的一方面，若面散射占优，则判定偶次散射为相干的金属二面角散射，并基于所述偶次散射参数求解面散射参数、面散射功率及二面角散射功率的步骤具体包括：
54、若，则表示面散射占优，则判定偶次散射为相干的金属二面角散射；
55、并基于以下计算表达式，根据所述偶次散射参数求解所述面散射参数、面散射功率及二面角散射功率：
56、；
57、；
58、；
59、；
60、式中，为矩阵元素的共轭复数。
61、根据上述技术方案的一方面，若二面角散射占优，则判定面散射为相干的漫散射，并基于所述全局定向角求解偶次散射参数、面散射功率及二面角散射功率的步骤具体包括：
62、若，则表示二面角散射占优，则判定面散射为相干的漫散射；
6本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，基于所述相位角对所述第一相干矩阵进行补偿，以得到第二相干矩阵的步骤具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，计算得到与所述第二相干矩阵对应的构型度的步骤具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，基于所述构型度对所述第二相干矩阵进行旋转，得到第三相干矩阵的步骤具体包括：
6.根据权利要求1所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，对所述第二相干矩阵进行特征值分解，以得到极化熵并基于所述极化熵表征目标分布比，以量化并区分交叉极化分量的贡献的步骤具体包括：
7.根据权利要求6所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，面散射矩阵的表达式如下：
8.根据权利要求7所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其
9.根据权利要求8所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，若面散射占优，则判定偶次散射为相干的金属二面角散射，并基于所述偶次散射参数求解面散射参数、面散射功率及二面角散射功率的步骤具体包括：
10.根据权利要求8所述的基于LPC补偿的极化目标分解方法，其特征在于，若二面角散射占优，则判定面散射为相干的漫散射，并基于所述全局定向角求解偶次散射参数、面散射功率及二面角散射功率的步骤具体包括：
...【技术特征摘要】
1.基于lpc补偿的极化目标分解方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于lpc补偿的极化目标分解方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于lpc补偿的极化目标分解方法，其特征在于，基于所述相位角对所述第一相干矩阵进行补偿，以得到第二相干矩阵的步骤具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于lpc补偿的极化目标分解方法，其特征在于，计算得到与所述第二相干矩阵对应的构型度的步骤具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于lpc补偿的极化目标分解方法，其特征在于，基于所述构型度对所述第二相干矩阵进行旋转，得到第三相干矩阵的步骤具体包括：
6.根据权利要求1所述的基于lpc补偿的极化目标分解方法，其特征在于，对所述第二相干矩阵进行特征值分解，以得到极...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈皆红，林珲，葛咏，高华，何育枫，郑美霞，吴志伟，陈怡汝，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。