[发明专利]一种基于兴趣区域检测的SAR成像场景划分方法

说明书

本发明属于雷达成像技术领域，具体涉及一种基于兴趣区域检测的SAR成像场景划分方法。本发明通过分析合成孔径雷达回波数据预处理后的相位误差，通过在已有的相位梯度子场景划分方法上进一步优化子场景划分方法，能很好的对感兴趣区域聚焦以及抑制边缘散焦，提高成像质量。此外，本发明不涉及复杂的计算操作，实现方式也较为简单。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，具体涉及一种基于兴趣区域检测的SAR成像场景划分方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)利用雷达回波信号的相关性，累积雷达运动过程中回波信号的多普勒平移，在雷达的运动方向上合成等效的雷达孔径，实现高分辨成像。可实现全天时、全天候的区域监测成像。运动是SAR的依据，也是问题产生的根源。运动误差是相位误差的主要来源，一次相位误差只影响信号的位置，二次相位误差则会使得图像散焦，影响成像质量，高次相位误差会产生虚警。

运动误差带来的相位误差一般是二维空变且耦合的，针对空变误差的解决方案是直观且简单的，即将成像场景分割为多个子场景并分别对其进行补偿。受限于复杂的相位误差形式，关于如何合理地分割子场景，并没有给出定量的划分准则。目前，子场景划分的方式主要是分为两种，一种划分子场景方法是均匀划分，由于相位误差是关于成像场景中心对称，将成像场景第一象限均匀地分成n×n块进行分块矫正，再将矫正后的子场景进行拼接；另一种划分子场景方法是根据相位误差梯度划分，一般地，当相位误差小于π/4时，该相位误差对成像质量的影响可以忽略，故而可以以π/4为梯度进行子场景的划分。但是，当对大场景成像时，场景中心和场景边缘的相位误差比较大，若按均匀划分，成像场景边缘依旧会产生比较严重的散焦现象，若按相位误差梯度划分，虽然可以得到比较精确的成像结果，但是运算量极为庞大。因此，找到一种在保证聚焦效果的同时划分尽量少的子场景的子场景划分方法有着十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述存在的问题及不足，提供了一种基于兴趣区域检测的SAR成像场景划分方法，该方法在合成孔径雷达成像过程中，通过相位误差梯度预划分子场景，再根据各子场景的能量密度及到场景中心的平均距离进行搜索，优化子场景的划分再分别进行相位补偿，有效提高了场景边缘的成像质量，在保证聚焦效果的同时提高了运算速度。是一种高效的用于合成孔径雷达的场景划分成像方法。

本发明的技术方案为：一种基于兴趣区域检测的SAR成像场景划分方法，包括以下步骤：

步骤1、对SAR原始回波信号s(τ,t)进行预处理，即与参考信号s_ref(τ,t)作混频处理得到差频信号s_if(τ,t)，对s_if(τ,t)的快时间τ做傅里叶变换到频域，得到差频域信号，再将其与对应的补偿函数S_c(f_i)相乘得到S_if(f_i,t),以去除剩余视频相位项和包络斜置项,再通过傅里叶逆变换到时域，此时不同距离上的目标回波在快时间上对齐。

步骤2、按照相位梯度误差划分方法，以距场景中心相位每π/4的相位误差为梯度对成像场景进行场景划分，得到以此划分的子场景数目N、子场景的能量占比因子到场景中心的平均距离R_j，j＝1,2,…,N。其中，通过子场景的能量与场景能量之比得到ρ_j，便于对ROI聚焦，通过子场景的面积与二倍周长之比得到每个子场景到场景中心的距离R_j，便于对场景边缘聚焦，抑制边缘散焦现象。

步骤3、预设一个充分小于N的优化后子场景数目n，可按搜索m_k,k＝1,2,…,n，即可得到关于对预划分子场景数目N到优化后子场景数目n的映射关系m_k。