[发明专利]一种视频SAR成像帧间灰度匹配的方法

说明书

本发明属于视频SAR成像结果预处理技术领域，具体涉及一种视频SAR成像帧间灰度匹配的方法。本发明根据视频SAR在成像区域回波能量稳定特征，提出了一种视频SAR成像结果帧间灰度匹配的方法：首先剔除回波能量很高的点对于后面计算有效能量的影响，而且在后续多帧合成背景过程中减少极值点的影响，并剔除非成像形成的背景的影响，计算得出视频帧间SAR的成像平均能量。然后通过计算出的平均能量得到视频SAR帧间的校正系数，最后通过校正系数完成视频SAR的帧间的灰度匹配。本发明解决了视频SAR成像结果中的由于强反射点导致在视频SAR成像结果合成中归一化图像中表现为灰度不匹配的问题。

技术领域

本发明属于视频SAR成像结果预处理技术领域，具体涉及一种视频SAR成像帧间灰度匹配的方法。

背景技术

自20世纪50年代于在RB-57D和RB-47A战略侦察机首次装载并使用合成孔径雷达(SAR)，经过近70年的蓬勃发展，各种新型体制合成孔径雷达应运而生，各国都建立起自己较为完善的合成孔径雷达体系，在军用与民用领域中具有广泛的应用，发挥重要作用。合成孔径雷达是一种高分辨成像雷达，其利用发射线性调频信号利用雷达和目标之间的行对运动产生的轨迹来近似一个合成孔径替代阵列实孔径，利用对目标回波信号脉冲压缩实现高分辨成像。合成孔径雷达具有全天时、全天候工作特点，在雾霾、云层、沙尘等天气依旧可以提供稳定可靠的成像结果，让其成为军事侦察、地形探测以及环境勘察等提供不可或缺的检测手段，并且利用高分辨高帧率合成孔径雷达的成像结果，可以达到目标检测识别与追踪等等目的。

视频SAR作为一种新型对地实时探测雷达，其克服了传统SAR帧率低这一重大缺陷，通过对高频电磁波探测技术和SAR成像技术的有效结合，从而具备了其他探测手段所没有的优点，例如：

1.全天时全天候监测能力：当前地面机动目标实时探测主要依赖传统光电(Electro-Optical，简称EO)和红外(Infrared，简称IR)设备，其波长短特性导致在烟、云、雨、雾以及夜晚条件下很难稳定发挥作用。视频而SAR系统作为一种新型的SAR成像系统，依靠其有源特性利用自身发射的电磁波信号进行观测，并不受外界光源的影响，具有全天时的成像能力，视频SAR系统充分利用了SAR系统波段的高穿透能力，使其同样具备全天候的成像能力；另外视频SAR又加入了成像帧率高这一新优势，有效弥补现有EO/IR成像系统适用性上的缺陷，实现对地面机动目标的全天时、全天候、持续、实时的监测。

2.高分辨率：由于视频SAR工作频率较高，更易于极窄天线波束和极大信号带宽的实现，因此更有利于实现高分辨成像。另外，视频SAR的方位分辨率和距离分辨率分别由合成孔径积累角和发射信号带宽决定，不会随雷达的工作距离变化。

3.高帧率：传统SAR系统由于工作频率较低而需要较大的合成孔径积累角才能达到所需的方位分辨率，又因载机平台速度有限，导致传统SAR系统合成孔径时间较长，成像的帧率较低。视频SAR与传统SAR相比其工作频率较高，对于相同的方位分辨率，视频SAR所需合成孔径积累角较小，因此系统可在短时间内采集到形成单帧图像所需的回波数据，进而具备较高的帧率从而实现了高帧率的特性。

目前，国内对VideoSAR成像结果的应用处于起步阶段，如视频SAR最核心的两个应用包含视频SAR动目标检测技术，基于视频SAR成像结果的动目标追踪技术，基于视频SAR的衍生功能大都基于视频SAR视频连续帧成像结果，尤其是主流的视频SAR动目标检测需要对前景和后景的分离，以及动目标追踪技术对于背景的稳定性具有一个很高的要求，因此对于视频SAR成像结果帧间灰度匹配是一个不可获取的步骤以及具有重要的研究价值。

发明内容

本发明的目的，是针对视频SAR成像帧间灰度不匹配的问题，提供了一种基于场景回波能量平均稳定的特点，完成了一种视频SAR成像帧间匹配的方法。