基于稀疏理論的星載雷達圖像超分辨率重建.pdf

1、高分辨率雷達衛(wèi)星,在應急減災等領域有著先天優(yōu)勢,但受硬件系統(tǒng)的限制、平臺非理想運動、成像條件不理想及系統(tǒng)相干斑噪聲等因素影響,實際獲得的雷達圖像分辨率較低,圖像質量較差。因此開展雷達圖像超分辨率重建的研究,從圖像處理角度,提高雷達圖像分辨能力,具有重要的應用意義。近年來稀疏表示在圖像重建中表現(xiàn)出極大的生命力,并在光學圖像的超分辨率重建中得到了較好的應用。本文從稀疏理論角度研究星載雷達圖像的超分辨率重建問題,主要內容如下:(1)研究星載雷

2、達圖像的退化機理及稀疏先驗特性。分析雷達成像系統(tǒng)模糊降質因子及其先驗知識的表達,提出利用橢球拋物面模型來模擬SAR脈沖響應函數(shù),并實驗驗證了模型的適用性;研究了目標散射特性及其先驗知識表達;研究了星載SAR目標散射場景的稀疏特性,包括圖像數(shù)據(jù)本身的稀疏性和圖像參數(shù)化模型的稀疏性。(2)在稀疏理論的基礎上,分別從變分模型和貝葉斯理論角度,探討了單通道星載雷達圖像超分辨率重建的正則化泛函模型,研究了基于lp范數(shù)和洛倫茨(Lorentz)稀疏

3、先驗約束的重建模型,并對模型進行了推導求解及參數(shù)估計,利用星載SAR圖像數(shù)據(jù)進行了實驗驗證,證明此方法在SAR圖像去噪及目標增強方面效果較為顯著。(3)在單通道SAR重建的基礎上,研究了多通道SAR圖像的重建問題。首先分析了相同傳感器、相同入射角條件下的多通道序列圖像差異因子,對運動差異和幾何形變差異利用圖像配準改善;模糊降質差異利用估計的橢圓拋物面模型。在單通道重建泛函模型基礎上,提出了多通道星載雷達圖像超分辨率重建的泛函模型,利用稀