專(zhuān)利名稱(chēng)：Isar信號(hào)時(shí)頻成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ISAR (Inverse Synthetic Aperture Radar,逆合成孔徑雷達(dá))信號(hào)的處理技術(shù)，尤其涉及一種ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法。
背景技術(shù)：
ISAR (逆合成孔徑雷達(dá))是指利用目標(biāo)與雷達(dá)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)目標(biāo)處于不同視角上的回波信號(hào)進(jìn)行相干處理，重構(gòu)目標(biāo)圖像的雷達(dá)。當(dāng)前，為了提高ISAR圖像的質(zhì)量(清晰度)，一般采用對(duì)ISAR信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻處理，即“ ISAR信號(hào)時(shí)頻成像”。ISAR信號(hào)時(shí)頻成像的實(shí)現(xiàn)思想是:假設(shè)已經(jīng)經(jīng)過(guò)時(shí)間采樣的復(fù)二維數(shù)據(jù)G(rm，n)，其具有N個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖歷經(jīng)M個(gè)距離門(mén)；在這個(gè)數(shù)據(jù)矩陣中，每個(gè)脈沖的時(shí)間歷程為快時(shí)間，每個(gè)距離門(mén)的時(shí)間歷程為慢時(shí)間。對(duì)G(rm，n)在慢時(shí)間上進(jìn)行時(shí)頻變換，則獲得NXN的時(shí)間-多普勒分布，對(duì)M個(gè)距離門(mén)，則可以產(chǎn)生NXMXN的時(shí)間-距離-多普勒立方譜圖Q(rm，fn, tn)，且有:Q (rm, fn, tn) =TFTn{G (rm；n)}，其中，TFTn表示關(guān)于n的時(shí)頻變換。從時(shí)間-距離-多普勒立方譜圖Q(rm，fn，tn)中可以析出不同時(shí)刻的距離-多普勒譜圖，也就是說(shuō)復(fù)二維數(shù)據(jù)G(rm，n)經(jīng)過(guò)時(shí)頻變換處理后不僅僅獲得I幅距離-多普勒?qǐng)D像，而是可以將N個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)距離-多普勒?qǐng)D像都展現(xiàn)出來(lái)。每個(gè)時(shí)刻的距離-多普勒?qǐng)D像的多普勒分辨率是由選用的時(shí)頻變換類(lèi)型來(lái)決定的?？梢詫?duì)時(shí)間-距離-多普勒立方譜圖Q(rm，fn, tn)沿時(shí)間軸積分就可以獲
得一幅高分辨的距離-多普勒?qǐng)D像，即:U) = Σ UU)。另外，在具體成像環(huán)節(jié)
對(duì)瞬時(shí)ISAR圖像序列進(jìn)行采樣處理也能獲得目標(biāo)比較清晰的ISAR圖像。上述方法的重點(diǎn)是ISAR信號(hào)的時(shí)頻分析，但由于不同瞬時(shí)ISAR圖像的積分處理不能區(qū)分圖像中的關(guān)鍵信息與干擾信息，當(dāng)用于積分的圖像過(guò)少時(shí)，ISAR的圖像成像質(zhì)量將很差，也就是說(shuō)上述時(shí)頻成像方法忽略了對(duì)ISAR瞬時(shí)圖像的距離一多譜勒?qǐng)D像的處理，有必要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法?？梢越鉀Q現(xiàn)有技術(shù)中，由于對(duì)不同瞬時(shí)ISAR圖像的積分處理不能區(qū)分圖像中的關(guān)鍵信息與干擾信息，而導(dǎo)致的不能獲得較優(yōu)的ISAR圖像的問(wèn)題。本發(fā)明提供的一種逆合成孔徑雷達(dá)ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法，包括:在ISAR信號(hào)時(shí)頻成像過(guò)程中，采用非下采樣輪廓波融合技術(shù)NSCT對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)，得到ISAR圖像。進(jìn)一步，所述采用NSCT對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)包括:分別對(duì)各個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行NSCT分解，得到相應(yīng)的低通子帶和高通子帶；對(duì)得到的低通子帶進(jìn)行NSCT低通融合，以及對(duì)得到的高通子帶進(jìn)行NSCT高通融合；
根據(jù)融合后得到的低通子帶和高通子帶進(jìn)行NSCT重構(gòu)。進(jìn)一步，在對(duì)得到的低通子帶進(jìn)行NSCT低通融合之前，對(duì)得到的低通之帶進(jìn)行濾波處理和/或平滑處理。進(jìn)一步，在對(duì)得到的高通子帶進(jìn)行NSCT高通融合之前，對(duì)得到的高通子帶進(jìn)行線性高通濾波增強(qiáng)。進(jìn)一步，所述采用非下采樣輪廓波融合技術(shù)NSCT對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)之前，還包括:對(duì)ISAR回波信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻處理，并從時(shí)頻處理后的圖像中析出所述多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明實(shí)施例,在ISAR信號(hào)時(shí)頻成像過(guò)程中，采用NSCT(Numsampled CoutourletTransform,非下采樣輪廓波融合技術(shù))對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)，得到ISAR圖像。而摒棄了傳統(tǒng)的對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行積分的得到ISAR圖像的方式。本發(fā)明實(shí)施例的方式，由于對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)，因此能夠區(qū)分圖像中的關(guān)鍵信號(hào)和干擾信息，可以有效的最終得到的ISAR圖像的質(zhì)量。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:圖1 一(a)是200次采樣間隔下圖像積分處理結(jié)果。圖1 一(b)是200次采樣間隔下圖像融合處理結(jié)果。圖1 一(C)是100次采樣間隔下圖像積分處理結(jié)果。圖1 一(d)是100次采樣間隔下圖像融合處理結(jié)果。圖1 一(e)是50次采樣間隔下圖像積分處理結(jié)果。圖1 一(f)是50次采樣間隔下圖像融合處理結(jié)果。圖1 — (g)是1次采樣間隔下圖像積分處理結(jié)果。圖1 — (h)是1次采樣間隔下圖像融合處理結(jié)果。圖2是本發(fā)明提供的ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法的第一實(shí)施例的流程示意圖。圖3是本發(fā)明提供的ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法的第二實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式首先，通過(guò)一組具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例能夠獲得更優(yōu)的成像質(zhì)量。采用2組實(shí)測(cè)ISAR數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)分析?？罩心繕?biāo)為yak42型飛機(jī)，ISAR回波的采樣率為106Hz，PRF為400Hz。試驗(yàn)采用雙線性時(shí)頻分析方法Cohen類(lèi)中的Born-Jordan時(shí)頻分布方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻分析。進(jìn)行NSCT變換是采用2級(jí)分解處理，將ISAR圖像分解為不變尺度的低通子帶I個(gè)，以及不變尺度的高通分方向子帶4個(gè)。經(jīng)過(guò)時(shí)頻變換每組數(shù)據(jù)夠生成256個(gè)瞬時(shí)距離-多普勒?qǐng)D像。對(duì)這256個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像分別用采樣間隔200，100，50，I進(jìn)行圖像積分處理與圖像融合處理。從圖中可以看出，在不同的采樣間隔下，采用圖像融合方法處理獲得的ISAR圖像[即圖1 — (b) (d) (f) (h)]的效果要好于同樣采樣間隔下應(yīng)用圖像積分方法獲得的ISAR圖像[即:圖1 — (a) (c) (e) (g)]。特別是在采樣間隔50的圖像中，圖1 — (f)已經(jīng)明顯好于圖1 一 e)，圖1 一(f)中目標(biāo)清晰，輪廓邊界連續(xù)，較完整，目標(biāo)周?chē)脑肼朁c(diǎn)圖像的數(shù)量有較大的減少。從圖1還能發(fā)現(xiàn)，隨著采樣間隔的減少，用于聯(lián)合處理的瞬時(shí)時(shí)刻的距離-多普勒?qǐng)D像增多，使得目標(biāo)的圖像特征信息量不斷增強(qiáng)，其最后形成ISAR圖像的效果也在不斷優(yōu)化。在采樣間隔為I時(shí)獲得的圖像(g) (h)明顯好于采樣間隔200的圖像(a) (b)。表I顯示的是對(duì)2組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在不同采樣間隔下，采用圖像積分方式處理的圖像的熵的變化，以及采用圖像融合方式處理的圖像的熵的變化。從表I中可以看出，在相同的采樣間隔下，采用圖像融合的方法獲得ISAR圖像的熵均小于采用圖像積分方法獲得ISAR圖像的熵，說(shuō)明圖像中無(wú)序的信息量在減少，圖像的成像質(zhì)量在提升。于此同時(shí)隨著采樣間隔的減少，ISAR圖像中的熵在不斷下降，說(shuō)明目標(biāo)的信息通過(guò)增加瞬時(shí)時(shí)刻的ISAR圖像數(shù)量得到提升。表一:
權(quán)利要求
1.一種逆合成孔徑雷達(dá)ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法，其特征在于:包括:在ISAR信號(hào)時(shí)頻成像過(guò)程中，采用非下采樣輪廓波融合技術(shù)NSCT對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)，得到ISAR圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法，其特征在于:所述采用NSCT對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)包括: 分別對(duì)各個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行NSCT分解，得到相應(yīng)的低通子帶和高通子帶； 對(duì)得到的低通子帶進(jìn)行NSCT低通融合，以及對(duì)得到的高通子帶進(jìn)行NSCT高通融合； 根據(jù)融合后得到的低通子帶和高通子帶進(jìn)行NSCT重構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法，其特征在于:在對(duì)得到的低通子帶進(jìn)行NSCT低通融合之前，對(duì)得到的低通之帶進(jìn)行濾波處理和/或平滑處理。
4.如權(quán)利要求2所述的ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法，其特征在于:在對(duì)得到的高通子帶進(jìn)行NSCT高通融合之前，對(duì)得到的高通子帶進(jìn)行線性高通濾波增強(qiáng)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法，其特征在于:所述采用非下采樣輪廓波融合技術(shù)NSCT對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)之前，還包括:對(duì)ISAR回波信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻處理，并從·時(shí)頻處理后的圖像中析出所述多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種逆合成孔徑雷達(dá)ISAR信號(hào)時(shí)頻成像方法。其中方法包括在ISAR信號(hào)時(shí)頻成像過(guò)程中，采用非下采樣輪廓波融合技術(shù)NSCT對(duì)多個(gè)瞬時(shí)ISAR圖像進(jìn)行重構(gòu)，得到ISAR圖像。采用本發(fā)明，可以獲得較優(yōu)的ISAR圖像。
文檔編號(hào)G01S13/90GK103235307SQ201310108219
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者盧艷, 潘英俊, 陶榮輝, 周大秋, 江舸 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)