[发明专利]一种对多帧ISAR图像中的散射中心进行关联的方法

说明书

本发明公开了一种对多帧ISAR图像中的散射中心进行关联的方法。该方法包括：确定具有N帧ISAR图像的ISAR图像序列中的第一帧图像的散射中心的二维位置；对于其它的每一帧图像，都分别建立与上一帧图像之间的空间管道；根据N帧图像之间的空间管道，构造至少一个连续空间管道，并确定各个连续空间管道中的有效散射中心的个数；如果在N帧图像中同一连续空间管道有多于M个有效散射中心，则该连续空间管道中的各个空间管道为关联的，输出关联的连续空间管道中的散射中心参数。通过使用本发明所提供的对多帧ISAR图像中的散射中心进行关联的方法，可以有效提高散射中心关联的准确性。

技术领域

本发明涉及计算机图像处理技术，特别涉及一种对多帧ISAR图像中的散射中心进行关联的方法。

背景技术

现有的多幅逆合成孔径雷达(ISAR)像散射中心关联方法主要是应用卡尔曼(Kalman)滤波和最邻近准则实现，首先通过Kalman滤波得到散射中心在下一幅图中的预测位置，然后在下一幅图中提取与预测位置最邻近的观测点作为匹配点。应用这种方法进行目标的散射中心关联，如果在某一帧漏估了某散射中心或者在预测位置附近的散射中心较多难以进行关联判断时，可能会出现关联错误，并影响到对后面图像散射中心的关联。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种对多帧ISAR图像中的散射中心进行关联的方法，从而可以有效地提高散射中心关联的准确性。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种对多帧ISAR图像中的散射中心进行关联的方法，该方法包括如下步骤：

A、确定具有N帧ISAR图像的ISAR图像序列中的第一帧图像的散射中心的二维位置，并设i的初始值为2；其中，N为大于1的自然数；

B、对于ISAR图像序列中的第i帧图像，利用系统的状态方程预测当前时刻该第i帧图像的散射中心的二维位置。

C、以预测的散射中心的二维位置以及前一帧图像中的散射中心的二维位置分别作为空间管道两端的中心，并以预设的r值为管道半径，建立当前帧图像与上一帧图像之间的空间管道；

D、预测协方差矩阵；

E、根据空间管道的端部和所预测的散射中心的二维位置，读取观测值；

F、计算卡尔曼增益矩阵；

G、根据观测值和预测的散射中心的二维位置，通过滤波方程得到对散射中心的二维位置的估计值；

H、更新协方差矩阵；

I、判断当前的i的取值是否等于N，如果是，则执行步骤J；否则，i＝i+1，返回执行步骤B；

J、根据ISAR图像序列中的N帧图像之间的空间管道，构造至少一个连续空间管道，并确定各个连续空间管道中的有效散射中心的个数；其中，所述连续空间管道包括N-1个顺序连接的空间管道；

K、如果在N帧图像中同一连续空间管道有多于M个有效散射中心，则该连续空间管道中的各个空间管道为关联的，执行步骤L；否则，为不关联的；如果所构造的所有连续空间管道均为不关联，则将i的值修改为2，并修改管道直径r的取值以及卡尔曼滤波方程中的各个参数，返回执行步骤B；

L、输出关联的连续空间管道中的散射中心参数。

较佳的，所述状态方程为：

X(k|k-1)＝ΦX(k-1|k-1)+BU(k)

其中，X为预测的散射中心的二维位置，Φ和B为系统参数，U(k)为k时刻对系统的控制量，k为当前时刻，k-1为上一时刻。

较佳的，通过如下的公式来预测协方差矩阵