[发明专利]一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法和装置

说明书

本发明公开一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法和装置，该方法包括：对获取的极化散射矩阵在绕极化雷达视线方向进行旋转处理，获得旋转极化散射矩阵；基于旋转极化散射矩阵提取散射矢量；基于散射矢量提取极化通道组合，将其极化相关值进行可视化处理获得极化相关方向图；从极化相关方向图中提取以下极化相关方向图特征进行参数化刻画：原始极化相关特征值、极化相关特征最大值、极化相关特征最小值、极化相关度、极化相关起伏度、极化相关对比度、极化相关反熵、最大化旋转角、最小化旋转角、极化相关宽度。解决现有技术中目标不突出难于辨认等问题，实现目标增强。

技术领域

本发明涉及雷达极化信息处理与应用技术领域，具体是一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法和装置。

背景技术

极化雷达通过收发一组极化状态正交的电磁波，能够获得目标的极化信息，在目标散射机理解译、特征参数反演、目标探测与识别等领域发挥着重要作用，已经成为对地观测、防空反导、气象探测、海面监测等诸多重要领域的主流传感器，得到了广泛应用。

极化雷达获得的目标极化信息可以由极化散射矩阵进行表征。不同极化通道间的极化相关特征，敏感于目标姿态与雷达视线的相对几何关系。对同一目标，当其相对于极化雷达视线的姿态不同时，其极化散射特性可能显著不同。这种现象给雷达极化信息处理与应用造成诸多不便，是当前极化雷达目标极化散射机理精细解译和定量应用面临的技术瓶颈之一。

将特定成像几何条件下获得的极化数据在绕雷达视线方向进行旋转，将其扩展到极化旋转域进行分析，有望挖掘目标隐含的极化信息并实现雷达目标增强，成为提升目标散射机理解译与应用性能的关键。因此，发展一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法和装置有重大价值。

发明内容

本发明提供一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法和装置，用于克服现有技术中雷达目标对比度较低、目标散射特性敏感于目标姿态与雷达视线的相对几何关系等缺陷，将两极化通道间的极化相关值在极化旋转域进行可视化处理和参数化刻画，可由此提取极化旋转域特征并有效增强雷达目标的可识别性，可适用于多种用途(如对空监视、对地观测、气象探测、海面监视等)的极化雷达系统，并在空中目标分类识别、地物类别鉴别、损毁评估等领域具有应用价值。

为实现上述目的，本发明提供一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法，包括：

步骤1，对获取的极化散射矩阵在绕极化雷达视线方向进行旋转处理，获得旋转极化散射矩阵；

步骤2，基于旋转极化散射矩阵提取Pauli矢量和Lexicographic矢量；

步骤3，从Pauli矢量和Lexicographic矢量中分别提取极化通道组合，将极化通道组合的极化相关值进行可视化处理获得极化相关方向图；

步骤4，从极化相关方向图中提取以下极化相关方向图特征进行参数化刻画：原始极化相关特征值、极化相关特征最大值、极化相关特征最小值、极化相关度、极化相关起伏度、极化相关对比度、极化相关反熵、最大化旋转角、最小化旋转角、极化相关宽度。

为实现上述目的，本发明还提供一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有极化旋转域特征提取与雷达目标增强的程序，所述处理器在运行所述极化旋转域特征提取与雷达目标增强的程序时执行上述方法的步骤。

本发明提供的极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法和装置，通过对极化旋转域特征提取能够可视化和参数化刻画目标极化相关值在绕雷达视线旋转域中的特性，并通过提取极化相关方向图的特征参数为后续雷达目标增强等应用服务。本发明实现简单方便，可直接应用于具有不同用途的极化雷达系统获得的目标极化散射矩阵数据。本发明对于对地观测、海面监视、减灾防灾等应用领域都有重要的参考价值。

附图说明