[发明专利]基于超复数的极化SAR图像多通道联合匹配方法

摘要

本发明公开了一种基于超复数的极化SAR图像多通道联合匹配方法，首先对极化SAR图像进行Pauli分解，构造极化SAR图像的Pauli矢量超复数形式，然后对Pauli矢量超复数进行偶对分解，并基于分解结果进行快速傅里叶变换，最后通过计算超复数相位相关，获取待匹配极化SAR图像的匹配位置。实验结果表明，本发明公开的方法即使在极化SAR图像之间存在局部差异及包含乘性噪声的情况下，仍能够获得精确的匹配结果，具有较好的匹配性能。

主权项

1.一种基于超复数的极化SAR图像多通道联合匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)极化SAR图像Pauli分解，具体是将待匹配的两幅极化SAR图像进行Pauli分解，分别得到含有三个元素的Pauli矢量；极化SAR图像的Sinclair矩阵表示为：其中，H、V分别表示水平、垂直极化方式，S_ij中i表示发射天线的极化方式，j表示接受天线的极化方式，S_ij表示在该发射接受极化状态下获得的目标复散射系数；Pauli分解后的矢量k为：(2)Pauli矢量超复数化，具体是用Pauli矢量的三个元素对超复数的三个虚数通道赋值，实数通道置0，得到Pauli矢量的超复数形式；其中，超复数包含一个实数通道和三个虚数通道；超复数定义为：q＝a+bi+cj+dk其中，a、b、c、d为任意实数，i、j、k为复数算子；当a＝0时，q为纯超复数；Pauli矢量的超复数形式为：(3)超复数偶对分解，具体是将Pauli矢量形式的超复数分解成为包含单部和复部的广义复数形式；将超复数偶对分解为：q＝A′+B′μ₂其中，μ₂为任意单位纯超复数，A′＝a′+b′μ₁为单部，B′＝c′+d′μ₁为复部，μ₁为垂直于μ₂的任意单位纯超复数，a′、b′、c′、d′为实数系数；因此：q＝(a′+b′μ₁)+(c′+d′μ₁)μ₂展开可得：q＝a′+b′μ₁+c′μ₂+d′μ₃其中，μ₃＝μ₁μ₂；(4)快速傅里叶变换，具体是对偶对分解完成的两幅图像进行左右傅里叶变换及逆变换；(5)计算两幅图像的超复数相位相关，具体是利用两幅图像的左右傅里叶变换及其逆变换，通过计算得到两幅极化SAR图像的相位相关；(6)计算极化SAR图像的最佳匹配位置，具体是在相位相关平面中寻找最大值，根据该最大值对应的横、纵坐标，计算获得两幅极化SAR图像的最佳匹配位置。