[发明专利]用于极化合成孔径雷达图像的多成分分解方法

权利要求书

1.用于极化合成孔径雷达图像的多成分分解方法，其特征在于它的步骤如下：

步骤一：输入全极化合成孔径雷达图像数据：根据数据格式读入全极化合成孔径雷达图像数据；

步骤二：对全极化合成孔径雷达图像进行预处理，并求得其协方差矩阵；

步骤三：将地物散射的协方差矩阵分解为基本的五种散射类型，其中五种散射类型分别为奇次散射、偶次散射、体散射、螺旋散射和线散射；并根据协方差矩阵对应元素相等的关系，分别求出各个散射类型的加权系数；

将地物散射细分为五种基本散射类型，是通过将奇次散射、偶次散射、体散射、螺旋散射和线散射作为基本散射类型构建的模型，该模型将协方差矩阵分解为这五种基本散射类型的加权和，即

[C]＝f_s[C_s]+f_d[C_d]+f_v[C_v]+f_h[C_h]+f_w[C_w]         (1)

其中，f_s，f_d，f_v，f_h和f_w分别表示各个散射类型的加权系数，[C_s]，[C_d]，[C_v]，[C_h]和[C_w]表示各个散射类型的基本协方差矩阵，其中[C_h]和[C_w]是根据人造目标在极化图像中的非对称性而加入的；

极化合成孔径雷达的散射协方差矩阵[C]定义为

<[C]>=<|SHH|2><2SHHSHV*><SHHSHV*><2SHVSHH*><2|SHV|2><2SHVSHV*><SHVSHH*><2SHVSHV*><|SHV|2>---(2)]]>

根据协方差矩阵的定义，使得式(1)左右两侧对应项相等，得

<|SHH|2>=fs|β|2+fd|α|2+fv+14fh+fw|γ|2...(a)]]>

<|SVV|2>=fs+fd+fv+14fh+fw...............(b)]]>

<SHHSVV*>=fsβ+fdα+13fv-14fh+fwγ......(c)]]>

                               (3)

<|SHV|2>=13fv+14fh+fw|ρ|2..............(d)]]>

<SHHSHV*>=±j14fh+fwγρ*...............(e)]]>

<SHVSVV*>=±j14fh+fwρ...............(f)]]>

从(3)(e)和(f)中求得线散射和螺旋散射的系数f_w和f_h为

fw=<SHHSHV*>-<SHVSVV*>γρ*-ρ---(4)]]>

fh=2Im{<SHHSHV*>+<SHVSVV*>-fw(γρ*+ρ)}---(5)]]>

然后将(4)和(5)带入(3)(d)中可以得到体散射系数f_v

fv=3{<|SHV|2>-14fh-fw|ρ|2}---(6)]]>

对于剩下的未知参数，采用以下的假设，

如果Re(SHHSVV*)>0,]]>则α＝-1

如果Re(SHHSVV*)<0,]]>则β＝1

从(3)(a)-(c)中可以求得剩余的参数，并进而求得各个散射类型的散射功率P_s，P_d，P_v，P_h和P_w，

P_s＝f_s(1+|β|²)

P_d＝f_d(1+|α|²)

P_v＝8f_v/3                      (7)

P_h＝f_h

P_w＝f_w(1+|γ|²+2|ρ|²)

P＝P_s+P_d+P_v+P_h+P_w

公式(1)-(7)就构成了多成分散射模型的基本表达形式；

步骤四：根据加权系数求出各个散射类型的散射功率，得到各个散射类型的分解结果，完成多成分分解。