专利名称：一种基于改进理想滤波器的sar方位模糊抑制方法
技术领域：
本发明是一种基于改进理想滤波器的SAR方位模糊抑制方法，涉及合成孔径雷达(SAR)信号处理领域，具体涉及合成孔径雷达图像方位模糊抑制处理领域。
背景技术：
SAR是通过传感器与目标之间的相对运动来获得高的方位分辨率的。利用多普勒效应，雷达与目标之间的相对运动在回波信号方位向上产生多普勒频率。然而，由于SAR在方位向上等效于以PRF为采样频率进行采样，天线主瓣波束宽度之外部分所产生的具有较高多普勒频率的回波被欠采样接收，形成方位模糊信号，进而在二维压缩后的SAR图像中成为“散焦的鬼影目标”。方位模糊严重时会影响对SAR图像的判读和解译，特别是在SAR海洋军事监测中，海面的后向散射系数比较小，沿海陆地尤其是海上舰船的后向散射系数比较大，这时强散射目标的方位模糊像在海面SAR图像上就会对真实目标形成干扰成为虚假目标，这常常会对SAR图像的判读造成严重影响。SAR图像方位模糊问题一般可通过天线优化设计来缓解，然而，由于SAR图像方位模糊问题是源于SAR成像机理的固有问题，尤其是对于星载SAR而言，随着空间分辨率的不断提高，系统优化设计的难度显著增加，方位模糊逐渐成为影响星载SAR图像质量及其应用的重要问题之一。目前，从信号处理角度抑制高分辨率SAR方位模糊的方法数量十分有限，自上世纪90年代至今，先后有理想滤波器算法[Alberto Moreira, 1993.Suppressing theAzimuth Ambiguities in Synthetic Aperture Radar Images.1EEE Transaction onGeoscience and Remote Sensing, 31 (4)，885-895]、基于 Wiener 滤波器的自适应算法[Andrea Monti Guarnierij 2005.Adaptive Removal of Azimuth Ambiguities in SARImages.1EEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing，43 (3)，625-633]和基于天线主瓣占优的强度约束算法[韩冰,张永军等,2011.基于天线主瓣占优强度约束的SAR方位模糊抑制方法， 专利申请号:201110245613.8]等三种方位模糊抑制算法先后被提出。现有三种方法各有优点，也各自存在使用的局限性。基于理想滤波器的方位模糊抑制算法实施步骤约束条件最少，具有被工程化应用的潜质，其核心思想是利用理想滤波原理将方位模糊信号作为主信号的幅度和相位误差加以校正。正确构造这样的校正滤波器的前提是已知方位模糊信号幅度和相位的形式。由于方位模糊信号是被欠采样了的信号，其相位因采样位置的随机性而难以准确获知，因此，校正滤波器的构造是基于理想滤波器的方位模糊抑制算法的关键。该算法巧妙利用相差半个方位采样间隔时，模糊信号相位相差180°，
而主信号相位几乎不变的特点，相隔半个方位采样间分别构造两个校正滤波器/Irf和rifj,
对原始信号实施“理想滤波”处理，即:
权利要求
1.一种基于改进理想滤波器的SAR方位模糊抑制方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:生成低模糊图像IladU，r)，利用模糊能量相对低的多普勒频率范围的信号，生成分辨率低、模糊能量低并与原始待处理图像I (x，r)完成幅度配准的参考图像； 第二步:生成模糊信号图像IambU，r)，利用理想滤波器算法中0°滤波器和180°滤波器滤波，结果相减求模，反演得到模糊像，根据主像与模糊像之间方位向和斜距向位置关系
2.如权利要求1所述的一种基于改进理想滤波器的SAR方位模糊抑制方法，其特征在于，第一步中模糊能量相对低的多普勒频率范围是根据对抑制量的需求以及可容忍的分辨率损失确定的，当待抑制目标为海上舰船时，低模糊图像分辨率不大于舰船尺寸；同时，对模糊能量的定义是全部方位模糊能量，或仅是第M模糊区的能量，其中M =1，2，3，......，
3.如权利要求1所述的一种基于改进理想滤波器的SAR方位模糊抑制方法，其特征在于，第二步中修正理想滤波器算法反演得到的模糊像位置时，以生成理想滤波器的斜距作为参考斜距，计算该斜距处主像与模糊像之间的位置差异Λχ±Μ 和Ar±Mf，对非参考斜距处的反演模糊像实施在方位向Λχ±-Λχ±Μ 和在斜距向的位置修正。
4.如权利要求1所述的一种基于改进理想滤波器的SAR方位模糊抑制方法，其特征在于，第三步中对比模糊信号图像Iamb(x，r)和低模糊图像Ilad(x，r)时，先对两幅图像进行多视等图像处理后再进行比较。
5.如权利要求1所述的一种基于改进理想滤波器的SAR方位模糊抑制方法，其特征在于，第四步中对比原始待处理图像I (x，r)和低模糊图像Ilad(x，r)时，由于第一步中模糊能量定义的不同，获得对应的不同的低模糊图像，需依次实施相似的对比处理，前一次对比的输出作为下一次 对比中原始待处理图像的输入。
全文摘要
本发明提供了一种基于改进理想滤波器的SAR方位模糊抑制方法，适用于点目标和非点目标，不依赖于特定信号模型；同时适于大区域场景方位模糊抑制的快速工程实现，无需分块处理。第一步生成低模糊图像，利用模糊能量相对低的多普勒频率范围的信号，生成分辨率低、模糊能量低并与原始待处理图像完成幅度配准的参考图像；第二步生成模糊信号图像，利用理想滤波器算法完成0°和180°滤波，结果相减求模，生成模糊信号图像；第三步生成模糊指示图像；第四步生成模糊抑制结果图像。
文档编号G01S13/90GK103245949SQ20131009896
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者韩冰, 吴正升, 张永军, 胡玉新, 雷斌, 付琨, 丁赤飚 申请人:中国科学院电子学研究所