[发明专利]一种基于ATI-SAR图像幅相信息融合的目标检测方法

说明书

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。

技术领域

本发明属于雷达目标识别技术领域，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。

背景技术

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，造成干涉相位域的信杂比较低，使得单利用干涉相位有时难以得到满意的结果，特别当目标速度较慢时。通过综合利用ATI-SAR图像干涉幅度和相位信息有望提高SAR复图像的信息利用率，以提升强杂波下弱小目标的可探测性。

国内外的现有技术，主要是通过对单通道SAR数据的子孔径划分来模拟ATI-SAR多通道数据，并应用于动目标检测。例如，重庆大学刘书君等于2009年申请的专利《一种基于单通道合成孔径雷达(SAR)子图像对消的运动目标检测方法》(公开号：CN101609152A)中，提出一种先对SAR图像沿方位向进行频谱划分获取子图像，进而通过子图像配准和对消来实现动目标检测的方法。该方法的本质是利用运动目标和静止背景在不同成像时刻的子图像中的幅度和位置差异来检测目标。但是，由于SAR成像相干积累时间较短，这将导致慢速目标运动引起的子图像差异较小，特别是当背景杂波随机起伏运动时(如：海杂波)，对消结果的信杂比将更低，使得目标检测困难。清华大学张卫杰等于2006年申请的专利《基于多视子图像对的单通道合成孔径雷达动目标检测方法》(公开号：CN1831558A)中，先对单通道雷达数据进行多视成像，进而通过对多视子图像对的相互对消，以及进一步的沿方位和距离向的二维联合积累，来抑制背景杂波和增强目标-杂波对比度。该方法未充分利用目标运动对干涉相位的贡献，且没考虑背景杂波随机起伏运动的影响，因此对复杂海环境下的动目标检测能力有限。