[发明专利]多角度SAR数据的目标三维重构方法、装置、设备及介质

说明书

本公开提供了一种多角度SAR数据的目标三维重构方法，包括：获取多角度SAR的子孔径图像序列；对每张子孔径图像进行分割，将每张子孔径图像分割成第一目标区域和第一背景区域，对第一目标区域和第一背景区域分别进行标记得到第一掩模图像；根据第一掩模图像确定第一背景区域中的阴影保护区域，对阴影保护区域进行标记，得到第二掩模图像；创建子孔径图像序列对应的初始3D体素网格；根据第二掩膜图像去除初始3D体素网格中非目标体素，生成子孔径图像序列对应的3D点云模型；根据3D点云模型对目标进行三维重构。本公开还提供一种多角度SAR数据的目标三维重构装置、设备及介质。

技术领域

本公开涉及SAR技术领域，尤其涉及一种多角度SAR数据的目标三维重构方法、装置、设备及介质。

背景技术

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)幅度图像可以用来提取观测场景的三维信息，SAR立体摄影是一种利用多幅SAR幅度图像提取场景高程信息的有效技术手段，但受限于成像几何关系和SAR图像中的阴影和叠掩现象，雷达摄影无法获取观测目标的全方位三维信息。

多角度SAR是一种新体制的SAR工作模式，雷达可以通过多角度对目标进行观测，圆迹SAR是多角度SAR的一种，指雷达通过360°圆形轨迹对目标进行全方位观测。多角度SAR可获取目标更为丰富的三维信息，但也给三维重构带来了新的挑战。目前，基于多角度SAR子孔径图像序列的目标三维重构方法大多在传统雷达摄影技术基础上修改而来，重构过程中未考虑宽角SAR中复杂的阴影现象，雷达摄影实质上是一种基于特征匹配的三维提取技术，而多角度SAR数量众多的子孔径大大地增加了匹配过程的计算量。同时，在多角度SAR多角度观测数据中，地物往往会表现出复杂的各向异性散射特征，一些地面目标和复杂结构目标的回波则存在复杂的多径散射现象，这些均导致了基于特征匹配的三维重构算法在处理多角度SAR数据时具有精度低、错误率高和计算复杂度的缺点。

发明内容

（一）要解决的技术问题

针对现有技术问题，本发明提出一种多角度SAR数据的目标三维重构方法、装置、设备及介质，用于至少部分解决上述技术问题。

（二）技术方案

根据本公开的第一方面，提供一种多角度SAR数据的目标三维重构方法，包括：获取多角度SAR的子孔径图像序列；对每张子孔径图像进行分割，将每张子孔径图像分割成第一目标区域和第一背景区域，对第一目标区域和第一背景区域分别进行标记得到第一掩模图像；根据第一掩模图像确定第一背景区域中的阴影保护区域，对阴影保护区域进行标记，得到第二掩模图像；其中，阴影保护区域指第一背景区域中目标被遮挡而无法产生回波数据的图像区域；创建子孔径图像序列对应的初始3D体素网格；根据第二掩膜图像去除初始3D体素网格中非目标体素，生成子孔径图像序列对应的3D点云模型；根据3D点云模型对目标进行三维重构。

可选的，根据第一掩模图像确定第一背景区域中的阴影保护区域包括：将第一掩模图像投影至极坐标系，得到第一掩模图像中各像素点的坐标值；其中，极坐标系的极点位于子孔径航迹中心点，极轴方向与多角度SAR子孔径航迹中心点处的速度方向一致；计算目标产生的最大阴影长度；根据各像素点的坐标值和最大阴影长度确定阴影保护区域。

可选的，计算目标产生的最大阴影长度包括：

通过公式：

计算最大阴影长度，其中，为目标产生的最大阴影长度，为目标最大高度值，为目标位置处的雷达波束入射角。

可选的，根据各像素点的坐标值和最大阴影长度确定阴影保护区域包括：在第一掩膜图像中，对于第一背景区域中坐标值为的像素点i，判断像素点i与坐标值为的像素点所确定的线段上是否至少存在一个属于第一目标区域的像素点；若是，则确定像素点i属于阴影保护区域。