基于稀疏理論的星載雷達(dá)圖像超分辨率重建.pdf

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

2、達(dá)圖像的退化機(jī)理及稀疏先驗(yàn)特性。分析雷達(dá)成像系統(tǒng)模糊降質(zhì)因子及其先驗(yàn)知識(shí)的表達(dá),提出利用橢球拋物面模型來(lái)模擬SAR脈沖響應(yīng)函數(shù),并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的適用性;研究了目標(biāo)散射特性及其先驗(yàn)知識(shí)表達(dá);研究了星載SAR目標(biāo)散射場(chǎng)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(chǔ)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(dá)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(yàn)約束的重建模型,并對(duì)模型進(jìn)行了推導(dǎo)求解及參數(shù)估計(jì),利用星載SAR圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明此方法在SAR圖像去噪及目標(biāo)增強(qiáng)方面效果較為顯著。(3)在單通道SAR重建的基礎(chǔ)上,研究了多通道SAR圖像的重建問(wèn)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(duì)運(yùn)動(dòng)差異和幾何形變差異利用圖像配準(zhǔn)改善;模糊降質(zhì)差異利用估計(jì)的橢圓拋物面模型。在單通道重建泛函模型基礎(chǔ)上,提出了多通道星載雷達(dá)圖像超分辨率重建的泛函模型,利用稀