[发明专利]基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法

摘要

基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，本发明涉及一种极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，以解决传统全极化与单极化合成孔径雷达无法实现较强自然地物杂波背景下地物的检测与识别问题。方法：根据图像数据格式读入极化干涉合成孔径雷达图像的数据；对极化干涉合成孔径雷达图像进行预处理；利用两组极化散射矢量得到简化极化干涉相干矩阵并求解矩阵的特征值，利用相似对角化及Jordan标准型对矩阵进行简化得到优化的散射矢量基相干系数；选取不同样本分析特征值及相干系数的统计特性；利用得到的统计特性构造目标检测器进行感兴趣目标检测得到结果。本发明用于极化干涉合成孔径雷达目标检测。

主权项

1.一种基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，其特征在于：所述方法由以下步骤实现：步骤一：通过极化干涉合成孔径雷达系统采集图像获得待处理的图像数据，根据图像数据格式读入极化干涉合成孔径雷达图像的数据；步骤二：图像预处理：对步骤一读入的极化干涉合成孔径雷达图像进行滤波、配准预处理，得到极化散射矢量；步骤三：根据步骤二得到的极化散射矢量计算简化极化干涉相干矩阵的特征值及Jordan标准型，计算基于特征值分析的相干系数，对城镇区域三种不同地物特征值及相干系数统计特性进行统计分析，具体步骤如下：步骤三A：简化极化干涉相干矩阵的计算：k→1=12[Shh1+Svv1,Shh1-Svv1,2Shv1]T]]>公式一k→2=12[Shh2+Svv2,Shh2-Svv2,2Shv2]T]]>[Ω12]=<k→1k→2H>]]>=12<(Shh1+Svv1)(Shh2+Svv2)*><(Shh1+Svv1)(Svv2-Shh2)*>2<(Shh1+Svv1)Shv2*<(Svv1-Shh1)(Shh2+Svv2)*><(Svv1-Shh1)(Svv2-Shh2)*>2<(Svv1-Shh1)Shv2*2<Shv1(Shh2+Svv2)*>2<Shv1(Svv2-Shh2)*>4<Shv1Shv2*>]]>                         公式二其中，[Ω₁₂]为简化极化干涉相干矩阵；(i＝1，2)为Pauli基下极化散射矢量；S_pq(p，q∈{h，v})为散射幅度，表示以q极化状态发射、p极化状态接收电磁波所得的目标后向复散射系数，h为水平极化状态，v为垂直极化状态；上角标H表示矩阵的共轭转置；上角标T表示矩阵的转置；上角标*表示共轭；步骤三B：对步骤三A计算得到的简化极化干涉相干矩阵进行特征值分解，相似对角化，得到特征值及基于特征值分析的优化相干系数；步骤三C：选取城镇三种典型不同地物样本：森林、农田、建筑物，将所述三种不同地物样本作为检测目标，依据步骤三B得到的特征值及优化相干系数对所述三种不同地物样本的特征值及相干系数的统计特性进行分析，进而得到用于特征提取与目标检测的结果；步骤四：将步骤三C得到的用于特征提取与目标检测的结果进行目标检测器设计，用于极化干涉合成孔径雷达图像，得到人造目标检测结果。