[发明专利]一种适用于穿墙雷达成像的多径幻象抑制方法

权利要求书

1.一种适用于穿墙雷达成像的多径幻象抑制方法，包括以下步骤：

穿墙雷达成像的天线阵列包含N个均匀分布的收发一体天线，要求：首先，天线阵列长度尽量接近建筑物横向墙体长度L；其次，天线阵列与最近墙体的距离D要求大于等于建筑物纵向墙体长度W的五分之一，即D≥W/5；天线阵列收集的全孔径回波包含N个脉冲信号，表示为S(m)=[S₁(m),S₂(m),…,S_N(m)]；

步骤1：提取子孔径回波；

从全孔径回波S(m)=[S₁(m),S₂(m),…,S_N(m)]中分离提取出包含目标不同多径回波的子孔径1回波和子孔径2回波；

子孔径1回波提取步骤如下：

步骤1-1：初始化P=2，选取S(m)中前P个信号[S₁(m),S₂(m),…,S_P(m)]，形成图像I₁(X,Y)；

步骤1-2：对图像I₁(X,Y)进行二维恒虚警检测，形成检测后的二值化图像DI₁(X,Y)；

步骤1-3：搜索图像DI₁(X,Y)中连通域的数目，作为目标图像和多径幻象的数目，连通域是指相邻的像素值为1的像素单元的集合；

步骤1-4：令P=P+1，P≤N，重复步骤1-1至步骤1-3，若连通域数目发生变化，则子孔径1回波为P(m)=[S₁(m),S₂(m),…,S_P-1(m)]；若连通域数目未发生变化，则进入下一步；

步骤1-5：令P=P+1，P≤N，重复步骤1-1至步骤1-4；

子孔径2回波提取步骤如下：

步骤1-6：初始化Q=2，选取S(m)中后Q个信号[S_N-Q+1(m),S_N-Q+2(m),…,S_N(m)]，形成图像I₂(X,Y)；

步骤1-7：对图像I₂(X,Y)进行二维恒虚警检测，形成检测后的二值化图像DI₂(X,Y)；

步骤1-8：搜索图像DI₂(X,Y)中连通域的数目，作为目标图像的数目；

步骤1-9：令Q=Q+1，Q≤N，重复步骤2-1至步骤2-3，若连通域数目发生变化，则子孔径2回波为Q(m)=[S_N-Q+2(m),S_N-Q+3(m),…,S_N(m)]；若连通域数目未发生变化，进入下一步；

步骤1-10：令Q=Q+1，Q≤N，重复步骤1-6至步骤1-9；

步骤2：分孔径成像；

对提取的两组子孔径回波P(m)和Q(m)，通过后向投影算法，分别形成两幅子孔径目标图像PI(X,Y)和QI(X,Y)；同样，对全孔径回波S(m)，通过后向投影算法形成一幅全孔径目标图像SI(X,Y)；

步骤3：图像联乘融合；

分别对三幅图像PI(X,Y)、QI(X,Y)和SI(X,Y)进行归一化处理，由于三幅图像中多径幻象的分布存在差异性，因此，通过图像联乘融合能够有效抑制墙体造成的多径幻象，形成高质量的目标图像I(X,Y)；图像联乘融合如式（1）所示：

I(x,y)=PI(x,y)×QI(x,y)×SI(x,y)    （1）

其中，I(x,y)、PI(x,y)、QI(x,y)和SI(x,y)分别为I(X,Y)、PI(X,Y)、QI(X,Y)和SI(X,Y)中位于(x,y)处的像素单元，遍历所有像素单元形成目标图像I(X,Y)。