基于图像质量引导的稀疏孔径ISAR成像相位自聚焦方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN109085589A

(43)申请公布日2018.12.25

(21)申请号CN201811202547.4

(22)申请日2018.10.16

(71)申请人中国人民解放军国防科技大学

地址410003湖南省长沙市开福区德雅路109号

(72)发明人田彪鲍庆龙户盼鹤张月陈健

(74)专利代理机构长沙中科启明知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人任合明

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于图像质量引导的稀疏孔径

ISAR成像相位自聚焦方法

(57)摘要

本发明涉及逆合成孔径雷达成像信

号处理技术，尤其涉及一种基于图像质量

引导的稀疏孔径ISAR成像相位自聚焦方

法，包括以下步骤：S1：构建基于压缩感

知的稀疏孔径相位自聚焦模型；S2：选择

参与相位补偿参数估计的目标距离单元；

S3：设置迭代算法初始参数值；S4：单轮

相位误差估计与补偿；S5：迭代终止条件

判断；S6：更新相位自聚焦，重构ISAR

图像。本发明将稀疏孔径下的ISAR成像

相位自聚焦、ISAR图像重构以及图像质量

评价结合起来，同时实现了相位误差估

计、补偿、重构与评估四个步骤，通过缩

小迭代相位误差估计偏移量逐级提高补偿

精度，提高了算法的稳健性以及相位补偿

的准确性，进而获得补偿精度更高、聚焦

性能更好的目标ISAR图像。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于图像质量引导的稀疏孔径ISAR成像相位自聚焦方法,其特征在于,该方法

包括以下步骤:

S1:构建基于压缩感知的稀疏孔径相位自聚焦模型;

为了研究稀疏孔径下的相位自聚焦问题,假定一维距离像的包络对齐已经完成,利用

压缩感知理论的思想,建立基于压缩感知的相位误差模型;包络对齐后完整的目标一

维距离像S表示如下:

S=[ssub1/sub,...,ssubl/sub,...,ssubL/sub]=Ψ[θsub1/sub,...,θsubl

/sub,...,θsubL/sub]=ΨΘ(1)

其中,ssubl/sub表示第l个距离单元的一维距离像幅度,θsubl/sub表示第l

个距离单元内散射点的分布及强度,l=1,2,...,L为距离单元序号,L为总的距离单元

数,M为脉冲个数,故M×L维矩阵S和Θ分别代表目标的一维距离像矩阵和二维成

像结果,矩阵Ψ为傅里叶稀疏基,表示如下:

其中时间序列t=[1:M]supT/sup·PRT,PRT表示脉冲重复周期;多普勒频率

fsubdm/sub=m·Δfsubd/sub-(PRF/2),m=1,2,...,Q,Q=PRF/Δfsubd/sub为

多普勒单元数,PRF和Δfsubd/sub分别表示脉冲重复频率和多普勒分辨率;又因

为故Q=M,即多普勒单元数Q等于脉冲数M;

考虑引入目标回波的相位误差,则一维距离像可以写为:

SsubΛ/sub=ΛS=ΛΨΘ(3)

其中,M维对角矩阵

Λ=diag{exp(jλsub1/sub),exp(jλsub2/sub),...,exp(jλsubM/sub)}代表目标

回波的相位误差,矩阵对角线元素λsubm/sub代表第m个回波脉冲的相位误差;

稀疏孔径等效于对包含目标回波相位误差Λ的一维距离像信号SsubΛ/sub进

行稀疏降维采样,构造一个P×M维的观测矩阵Φ,Pamp;lt;M,将一维距离像信号

SsubΛ/sub投影到观测矩阵Φ上,得到P维观测值为:

Y=ΦSsubΛ/sub=ΦΛΨΘ(4)

Y便是包含目标回波相位误差Λ的稀疏孔径一维距离像数据,根据压缩感知重构理

论,重构过程表述如下:

一维距离像的相位补偿就是要对稀疏孔径一维距离像数据Y中包含的目标回