[发明专利]一种基于图像质量最优的SAR多普勒模糊数估计方法

权利要求书

1.一种图像质量最优的SAR多普勒模糊数估计方法，其特征在于：其具体步骤如下：

步骤一、按目标合成孔径时间长度获取距离压缩后的SAR回波数据，采用时域相关法得到多普勒中心小数部分估计值，用f_{dc_base}表示；

fdc_base=1NrΣm=1Nr{Fa2πk·arg[Σj=1NaS(τm,t)S*(τm,t-k)]}---(1)]]>

其中，N_r为距离压缩后的SAR回波数据的距离向采样点数，F_a为脉冲重复频率，k为相关间隔，arg(·)为取复角操作，N_a为距离压缩后的SAR回波数据的方位向采样点数，S(τ_m，t)为距离压缩后的SAR回波数据中第m个距离单元的回波信号，1≤m≤Nr，τ_m为距离压缩后的SAR回波数据中第m个距离单元的回波信号对应的距离向快时间，t为方位向慢时间；

步骤二、根据SAR几何关系，通过公式(2)得到多普勒模糊数的粗估计值，用符号M_amb0表示；然后，根据多普勒模糊数的粗估计值M_amb0和预先设定的多普勒模糊数的估计偏差，用符号M_ε表示，得到多普勒模糊数的搜索区间，多普勒模糊数用符号M_amb表示，则多普勒模糊数的搜索区间为[M_amb0-M_ε，M_amb0+M_ε]，即M_amb∈[M_amb0-M_ε，M_amb0+M_ε]；

Mamb0=round(2VcosθλFa)---(2)]]>

其中，round(·)为取整操作，V为载机速度，θ为波束中心对应的前斜角，λ为SAR的波长；

步骤三、利用步骤一和步骤二得到的结果，根据公式(3)，依次得到步骤二所述搜索区间[M_amb0-M_ε，M_amb0+M_ε]内的所有多普勒模糊数对应的多普勒中心，用符号f_dc(M_amb)表示；

f_dc(M_amb)＝f_{dc_base}+M_ambF_a                            (3)

步骤四、利用步骤三得到的多普勒中心f_dc(M_amb)，对距离压缩后的SAR回波数据进行距离走动校正和方位压缩处理得到SAR图像，并计算其图像熵；

步骤五、取步骤四得到的所有SAR图像熵的最小值，并将其对应的多普勒模糊数M_amb作为距离压缩后的SAR回波数据的多普勒模糊数估计值，用符号表示；

经过上述步骤即可得到距离压缩后的SAR回波数据的基于图像质量最优的SAR多普勒模糊数估计值。

2.如权利要求1所述的一种图像质量最优的SAR多普勒模糊数估计方法，其特征在于：其步骤四中所述对距离压缩后的SAR回波数据进行距离走动校正和方位压缩处理得到SAR图像，并计算其图像熵的操作步骤包括第4.1步至第4.8步，具体为：

第4.1步：将距离压缩后的SAR回波数据中第n个方位单元的回波信号S(τ，t_n)沿距离向进行傅里叶变换，得到第n个方位单元回波信号S(τ，t_n)的距离频谱S(f，t_n)，f为距离频率；

第4.2步：利用步骤三得到的每一个多普勒中心f_dc(M_amb)，构造其对应的相位因子，用符号φ(M_amb)表示；

φ(M_amb)＝exp{-j2πf_dc(M_amb)λT_a(n)/c·f}                        (5)

其中，T_a(n)是距离压缩后的SAR回波数据的第n个方位单元对应的方位时间与孔径中心的时间差，c为光速；

第4.3步：根据公式(5)得到多普勒模糊数M_amb对应的相位校正后的距离频谱，用符号S(f，t_n，M_amb)表示；

S(f，t_n，M_amb)＝S(f，t_n)·φ(M_amb)                               (6)

第4.4步：对第4.3步得到的S(f，t_n，M_amb)沿距离向做逆傅里叶变换得到距离走动校正后的SAR回波数据中第n个方位单元的回波信号，用S(τ，t_n，M_amb)表示；

第4.5步：对应步骤三得到的每一个多普勒中心f_dc(M_amb)，构造其对应的去斜函数，用符号φ_d(M_amb)表示；

φd(Mamb)=exp{-2πV2λRm{1-[λ2V·fdc(Mamb)]2}·t2}---(7)]]>

其中，R_m是走动校正后的SAR回波数据中第m个距离单元对应的斜距；

第4.6步：根据公式(7)得到多普勒模糊数M_amb对应的去斜后的SAR回波数据中第m个距离单元对应的回波信号，用符号S′(τ_m，t，M_amb)表示；

S′(τ_m，t，M_amb)＝S(τ_m，t，M_amb)·φ_d(M_amb)        (8)

第4.7步：利用第4.6步得到的结果，根据公式(8)得到多普勒模糊数M_amb对应的方位压缩后的第m个距离单元的SAR图像，用符号I_m(M_amb)表示；

I_m(M_amb)＝|FFT{S′(τ_m，t，M_amb)}|²                  (9)

其中，FFT{·}表示傅里叶变换；

第4.8步：利用第4.7步得到的结果，根据公式(9)得到多普勒模糊数M_amb对应的方位压缩后的SAR图像的熵，用符号H(M_amb)表示；

H(Mamb)=-Σm=1NrΣn=1NaIm(Mamb)Σm=1NrΣn=1NaIm(Mamb)lnIm(Mamb)Σm=1NrΣn=1NaIm(Mamb)---(10)]]>

经过上述步骤的操作，即可得到对距离压缩后的SAR回波数据的SAR图像及其图像熵。