[发明专利]一种基于SAR图像序列的运动目标检测及视频成像方法

说明书

本发明提供一种基于SAR图像序列的运动目标检测及视频成像方法，通过对全孔径回波数据进行子孔径划分，基于子图像序列完成动目标的检测、匹配及确认，利用子图像间的位移关系实现动目标的检测与测速，并进行多次聚焦以提高动目标的测速精度，接着利用动目标中心照射时间与动目标定位位置之间的关系实现动目标的定位，最后根据所在系统分辨率要求以及帧率设计子孔径时间，对动目标进行确认关联，形成视频SAR图像。本发明基于单通道的运动目标检测方法，相对于多通道运动目标检测系统而言，系统的硬件成本和复杂度进一步降低、可靠性有所提升，更适用于慢速目标的检测，能够实现对雷达探测区域的连续视频显示，可以显著提升SAR图像产品的应用水平。

技术领域

本发明涉及测量测试技术领域，具体涉及一种基于SAR图像序列的运动目标检测及视频成像方法。

背景技术

星载SAR是一种工作在微波波段的主动式遥感载荷，能够不受日照和天气条件的限制，全天候、全天时对地观测，对目标环境中的运动目标进行持续侦察与监视，为目标势态评估、目标战略决策提供情报支持。同时，星载SAR结合地面运动目标指示(GMTI)功能为地面大面积侦察、监视和目标跟踪、定位提供了可能，具有重要的军事价值。

目前，星载SAR系统正在向高分辨率、大测绘带、小型化、轻型化方向发展，在高分辨率条件下，运动目标在SAR图像中的散焦现象更为严重，而单通道系统无法进行有效的杂波抑制处理，也没有多余的自由度进行辅助处理，从而增加了运动目标检测、成像以及跟踪的难度。因此，针对星载SAR高分辨率的发展趋势，有必要研究更加高效可行的运动目标处理算法，促进我国星载SAR-GMTI系统向实用化发展。

发明内容

本发明是为了解决现有单通道SAR-GMTI系统的不足，通过对全孔径回波数据进行子孔径划分，形成图像序列，利用动目标在图像序列中的位置差异实现动目标的检测与测速，同时可以利用多次聚焦提高动目标的测速精度，利用动目标中心照射时间与动目标定位位置之间的关系实现动目标的定位，基于动目标检测、测速定位方法，可以实现带动目标的视频显示。

本发明提供一种基于SAR图像序列的运动目标检测及视频成像方法，包括以下步骤：

S1、动目标检测、匹配与确认：将基于单通道高分辨SAR图像数据通过子孔径划分形成图像序列，采用CFAR算法在所述图像序列中进行动目标的检测，并对疑似动目标进行匹配与确认，直至将全部所述动目标进行标记，并获得所述动目标的成像序列；

S2、动目标测速：通过所述成像序列的相邻子图像中所述动目标的位移得到所述动目标的粗测速V_a'，利用所述粗测速V_a'构造新的匹配滤波函数H，补偿方位频率的二次项后得到子孔径方位精聚焦位置，基于所述精聚焦位置得到所述动目标的精速度V_a；

S3、动目标定位：提取其中一个所述动目标出现的所有所述子孔径中所述动目标的能量，并进行能量均衡，得到所述动目标的中心照射时刻，再通过所述中心照射时刻计算得到所述动目标的方位聚焦位置，完成所述动目标的定位；

对其他所有的所述动目标均进行定位；

S4、视频SAR成像：根据所述动目标的精测度V_a、图像分辨率以及帧频的需求，选择合适的子孔径重叠时间，形成子图像序列，然后利用步骤S1、S2、S3的动目标的速度V_a以及定位方法形成所述动目标的视频SAR图像。

本发明所述的一种基于SAR图像序列的运动目标检测及视频成像方法，作为优选方式，

步骤S1包括以下步骤：

S11、形成图像序列：将基于单通道高分辨SAR图像全孔径回波数据通过子孔径划分形成子图像序列；