[发明专利]一种星载合成孔径雷达条带模式方位模糊抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星载合成孔径雷达条带模式方位模糊抑制方法，属于信号处理技术领域。背景技术

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)是一种基于空间高度对地球进行观测的高分辨率遥感探测雷达。由于星载SAR卫星能克服云雾雨雪和暗夜条件的困难对地面目标进行成像，实现全天时、全天候、高分辨率、宽幅对地观测，因此在军事、海洋、林业和农业等领域具有广阔的应用前景。日渐增长的应用需求对高分辨率SAR图像质量提出了更高的要求，然而，星载SAR本身的工作机理决定了其存在模糊现象，导致图像质量降低，影响目标解译和识别。

星载SAR的模糊主要包括距离模糊和方位模糊两类。距离模糊是由距离向目标回波和模糊区回波在时域混叠造成的，而方位模糊则是由星载SAR在运动过程中对回波采样，导致方位频谱旁瓣信号进入处理器带宽内引起的。方位模糊在海陆交界等图像动态变化很大的区域尤为明显，陆地上强目标的方位模糊图像会在回波强度较弱、图像亮度较低的海面上显示出来，这种“鬼影”现象使得图像视觉效果变差。对于图像域的方位模糊抑制方法，通常采用带通滤波器法和相位删除法等，但这些方法均难以将模糊信号滤除干净，甚至会降低图像分辨率，增强斑点噪声效应。

发明内容

本发明的目的是为了抑制星载条带模式SAR图像的方位模糊，提出一种星载合成孔径雷达条带模式方位模糊抑制方法。该方法能够有效地去除海陆交界等区域的SAR图像方位模糊，提高图像质量，进而增强图像的可判读性。

本发明的一种星载合成孔径雷达条带模式方位模糊抑制方法，包括以下几个步骤：

步骤一：确定SAR图像中模糊区域的位置并分类

首先，根据SAR运行参数确定方位模糊的偏移量；其次，结合天线方向图确定图像中方位模糊所处位置；最后根据模糊块的大小，将其分为孤立模糊和区域模糊，分别处理。

步骤二：采用压缩感知方法去除孤立模糊

将二维图像转化成一维列向量，利用小波变换和高斯锐化矩阵获取图像的稀疏表示，再使用正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit,OMP）方法重建图像，最后将原图像中孤立模糊块用重建图像替代，去除孤立模糊。

步骤三：采用基于模版的图像修补方法去除区域模糊

对于区域模糊，首先计算模糊区域边界上所有点的填充优先度，并确定最高优先度区域。其次，在源区域寻找最接近的补丁块填充模糊区域。以此类推，沿着模糊块边界逐步向内延伸填充，直至完成所有区域模糊块的处理。

本发明的优点在于：

（1）针对性。相比于传统的带通滤波等方法，本发明提出的方法直接判断出方位模糊所在位置，有针对性的直接作用于模糊区域，减少了对正常区域的影响。

（2）有效性。传统的带通滤波等方法会降低信噪比（signal-to-noise ratio,SNR），甚至会增强斑点噪声。另外，传统方法也难以完全去除模糊，在图像上仍会有部分模糊信号残留。本发明提出的方法不存在上述问题。

附图说明

图1是本发明方法数据处理流程图。

图2是基于模版的图像修补方法示意图。

图3是处理效果对比图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种星载合成孔径雷达条带模式方位模糊抑制方法，流程如图1所示，包括以下几个步骤：

步骤一：确定SAR图像中模糊区域的位置并分类

具体为：

（1）由单视复图像(Single-Look-Complex,SLC)得到局部平均图像，设原单视复图像为S，得到的局部平均图像为S_μ：