[发明专利]一种基于能量损失的多通道高分辨SAR图像阴影检测方法

说明书

本发明公开了一种基于能量损失的多通道高分辨SAR图像阴影检测方法，包括：对SAR的N个通道回波信号进行二维成像，并利用参考通道对所有通道的图像进行预处理；对预处理后所有通道的图像进行杂波抑制；对预处理后的参考通道图像以及杂波抑制后的残差图分别进行多视处理，获得参考通道图像的能量以及残差图的输出能量；根据参考通道图像的能量以及残差图的输出能量，获得能量损失图；根据能量设定检测门限和离散点强度阴影检测的先验条件获取待检测区域中的阴影单元。该方法适用于在阴影与杂波的对比度较高的能量损失图中对阴影进行检测，并且当场景的杂噪比较低时，提升效果更加明显。

技术领域

本发明属于SAR技术领域，具体涉及一种基于能量损失的多通道高分辨SAR图像阴影检测方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)地面动目标检测技术可被用于全天时、全天候地获取雷达高分辨图像，同时还可以对动目标进行检测、估计与定位，被广泛用于战场监视和交通监控中。但在远场观测时，目标的回波能量较低，动目标的检测受到了限制。

近年来，SAR成像的分辨率逐渐提升，目标的阴影与轮廓等特征逐渐明显，利用目标阴影辅助匹配来对目标进行检测的新方法可有效提升检测性能。Jahangir提出了一种在SAR图像中对目标阴影追踪来检测动目标的方法。虽然该方法可以忽视目标的信噪比，其仍需要足够的动态视角来获取足够的阴影样本。Raynal等人分析了动目标与固定目标阴影的维度与强度，并指出当目标运动时是很难捕获阴影的。根据人眼对光亮、边缘与空间一致的高度敏感性，他们提出了一种一致性变化检测方法来对阴影进行检测，并且做了一个VideoSAR的时延，利用中值滤波的阴影检测方法来对动目标检测与跟踪，但是其阴影检测比较简单，没有利用到更多的阴影特征信息。Ostu提出了一种选择强度门限的方法，如果待检测单元强度低于此门限，则认为此单元为阴影。一些其他传统的方法比如CFAR(ConstantFalse-Alarm Rate，恒虚警检测)，主要利用了阴影的强度信息，但是忽略了目标运动对阴影的影响。

对于多通道SAR系统，在对目标重聚焦与重定位之后，即可获得阴影尺寸与位置的匹配模板。许华健等人提出了分别利用阴影的强度与相位信息作为特征对阴影进行检测，然后融合两个合适的检测信息区域作为阴影区来与动目标匹配。但是该方法忽略了目标运动对阴影的影响。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于能量损失的多通道高分辨SAR图像阴影检测方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于能量损失的多通道高分辨SAR图像阴影检测方法，包括：

S1：对SAR的N个通道回波信号进行二维成像，并利用参考通道对所有通道的图像进行通道配准、均衡与地形干涉补偿的预处理；

S2：对预处理后所有通道的图像进行杂波抑制，获得杂波抑制后的残差图；

S3：对预处理后的参考通道图像以及杂波抑制后的残差图分别进行多视处理，获得参考通道图像的能量以及残差图的输出能量；

S4：根据参考通道图像的能量以及残差图的输出能量，获得能量损失图；

S5：利用所述能量损失图获取每个像素单元的能量设定检测门限，并根据能量设定检测门限和离散点强度阴影检测的先验条件获取待检测区域中的阴影单元。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

对SAR的N个通道的回波信号进行二维成像，并以第一通道为参考通道对所有通道的图像进行通道配准、均衡与地形干涉补偿的预处理，其中，同一像素单元m在N幅通道的图像中的复向量为：

z(m)＝[z₁(m),z₂(m),…,z_n(m),…,z_N(m)]^T