[发明专利]SAR图像成像投影平面提取方法

说明书

SAR图像成像投影平面提取方法，本发明涉及SAR图像处理。本发明的目的是为了解决SAR图像中多个舰船姿态引起的图像散焦问题。过程为：一、获得SAR图像，记为I(m,n)；二、设置G_I，当I(m,n)≥G_I时，从I(m,n)中提取散射点，记第j个散射点位置为s_j，组成散射点集，从I(m,n)中提取出所有J个散射点以及每个散射点对应的位置、幅度构成新的SAR图像三、构成参数矩阵；四、得到新的参数矩阵；五、计算均方根误差；六、比较均方根误差与精度的大小；若均方根误差小于等于精度，获得最优参数矩阵和最优分类结果，执行七；否则，令i＝i+1，重复执行四至六；七、估计图像幅度，获得图像序列。本发明用于SAR图像处理领域。

技术领域

本发明涉及SAR图像处理。

背景技术

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)对舰船目标成像具有重要实用价值，广泛应用于海域监管、船只检测等领域。然而，当舰船目标做复杂运动时，成像期间将产生多个成像投影平面(imaging projection planes,IPPs)，导致SAR图像中出现多个舰船姿态，降低了成像质量，影响目标特征提取效果。为解决这一问题，国内外专家学者提出了许多最优成像数据段选取方法，以确定单个IPP，获得包含单个舰船姿态的雷达图像，提高成像质量。但这些方法通常需要生成图像序列，增加了计算复杂度，且降低了图像分辨率。

发明内容

本发明的目的是为了解决SAR图像中多个舰船姿态引起的图像散焦问题，而提出SAR图像成像投影平面提取方法。

SAR图像成像投影平面提取方法具体过程为：

步骤一、利用SAR成像方法获得SAR图像，记为I(m,n)；

式中，m＝1,2,…,N_a为方位位置，n＝1,2,…,N_r为距离位置，N_a为方位单元数，N_r为距离单元数；

步骤二、设置幅度门限G_I，当I(m,n)≥G_I时，从SAR图像I(m,n)中提取散射点，记第j个散射点位置为s_j＝[m_j,n_j]^T，组成散射点集S＝{s₁,s₂,…,s_J}，从SAR图像I(m,n)中提取出所有J个散射点以及每个散射点对应的位置s_j、幅度I(m_j,n_j)构成新的SAR图像

式中，m_j和n_j分别为第j个散射点的方位位置和距离位置，j＝1,2,…,J为散射点序号，J为散射点个数，T表示转置；

式中，且有表示第j个散射点在第k个SAR图像中的幅度；k＝1,2,…,K为簇序号，K为簇个数；

步骤三、设散射点集S可以分为K个簇，初始化迭代次数i＝0，初始化参数矩阵Θ⁽⁰⁾，设置EM算法迭代精度δ；

C_k表示第k个类别(簇)，每个簇建模为二维高斯分布，记μ_k为第k个簇的中心，Σ_k为第k个簇的协方差矩阵，P(C_k)表征选择第k个簇的先验概率；

μ_k、Σ_k和P(C_k)构成参数矩阵

步骤四、利用EM算法更新参数矩阵，得到新的参数矩阵Θ⁽ⁱ⁺¹⁾；

步骤五、计算均方根误差RMSE(Θ⁽ⁱ⁾,Θ⁽ⁱ⁺¹⁾)；