[发明专利]一种基于相位恢复的稀疏微波成像自聚焦方法及装置

权利要求书

1.一种基于相位恢复的稀疏微波成像自聚焦方法，其包括：

步骤S1：构建稀疏微波成像相位误差模型；

步骤S2：构建稀疏微波成像相位误差模型的优化目标；

步骤S3：采用相位恢复算法对式所述稀疏微波成像相位误差模型的优化目标进行求解，得到相位误差矩阵Θ的估计值；

步骤S4：采用稀疏微波成像的正则化成像算法进行成像，在已有相位误差矩阵Θ的条件下，实现对后向散射系数σ的恢复，重建场景信息，实现高分辨成像。

2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤S1中构建的所述稀疏微波成像相位误差模型如下所示：

Θs=Φσ

其中，

θ₁，θ₂，...，θ_N表示回波信号s中每个回波采样值所附加的误差相位，N为回波信号采样总数，σ表示场景的后向散射系数，Φ为稀疏微波成像系统的观测矩阵。

3.如权利要求2所述的方法，其中，步骤S2中构建的优化目标如下所示：

min_Θ{u^*Mu}

其中，u＝[exp(jθ₁)，exp(jθ₂)，...，exp(jθ_N)]^T，u^*是u的共轭，I是单位矩阵，是Φ的伪逆。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述相位恢复算法包括贪心算法和PhaseCut算法。

5.如权利要求4所述的方法，其中，利用贪心算法时，通过求解下式得到相位误差的估计值

其中，贪心算法的每个迭代步骤设置下式：

exp(jθi)a+1=-Σk≠iMkiexp(jθk)a‾/|Σk≠iMkiexp(jθk)a‾|]]>

其中，i＝1，...，N，M_ki代表矩阵M第k行第i列的元素，a为迭代计数器。

6.如权利要求4所述的方法，其中，利用PhaseCut算法求解时，每个迭代步骤中先求出X^a＝u^a(u^a)^*M，a为迭代计数器，再计算函数的梯度，其中μ为梯度下降速度参数，λ⁽ⁱ⁾表示矩阵X的第i个特征值，将u^a沿梯度方向下降一个步长进行下一迭代，直到收敛后，返回u^a=[exp(jθ_i)^a]^T，进而得到相位误差的估计值