專利名稱：Isar信號時頻成像方法
技術領域：
本發明涉及ISAR (Inverse Synthetic Aperture Radar,逆合成孔徑雷達)信號的處理技術，尤其涉及一種ISAR信號時頻成像方法。
背景技術：
ISAR (逆合成孔徑雷達)是指利用目標與雷達的相對運動，對目標處于不同視角上的回波信號進行相干處理，重構目標圖像的雷達。當前，為了提高ISAR圖像的質量(清晰度)，一般采用對ISAR信號進行時頻處理，即“ ISAR信號時頻成像”。ISAR信號時頻成像的實現思想是:假設已經經過時間采樣的復二維數據G(rm，n)，其具有N個脈沖，每個脈沖歷經M個距離門；在這個數據矩陣中，每個脈沖的時間歷程為快時間，每個距離門的時間歷程為慢時間。對G(rm，n)在慢時間上進行時頻變換，則獲得NXN的時間-多普勒分布，對M個距離門，則可以產生NXMXN的時間-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表示關于n的時頻變換。從時間-距離-多普勒立方譜圖Q(rm，fn，tn)中可以析出不同時刻的距離-多普勒譜圖，也就是說復二維數據G(rm，n)經過時頻變換處理后不僅僅獲得I幅距離-多普勒圖像，而是可以將N個時刻的瞬時距離-多普勒圖像都展現出來。每個時刻的距離-多普勒圖像的多普勒分辨率是由選用的時頻變換類型來決定的。可以對時間-距離-多普勒立方譜圖Q(rm，fn, tn)沿時間軸積分就可以獲
得一幅高分辨的距離-多普勒圖像，即:U) = Σ UU)。另外，在具體成像環節
對瞬時ISAR圖像序列進行采樣處理也能獲得目標比較清晰的ISAR圖像。上述方法的重點是ISAR信號的時頻分析，但由于不同瞬時ISAR圖像的積分處理不能區分圖像中的關鍵信息與干擾信息，當用于積分的圖像過少時，ISAR的圖像成像質量將很差，也就是說上述時頻成像方法忽略了對ISAR瞬時圖像的距離一多譜勒圖像的處理，有必要改進。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種ISAR信號時頻成像方法。可以解決現有技術中，由于對不同瞬時ISAR圖像的積分處理不能區分圖像中的關鍵信息與干擾信息，而導致的不能獲得較優的ISAR圖像的問題。本發明提供的一種逆合成孔徑雷達ISAR信號時頻成像方法，包括:在ISAR信號時頻成像過程中，采用非下采樣輪廓波融合技術NSCT對多個瞬時ISAR圖像進行重構，得到ISAR圖像。進一步，所述采用NSCT對多個瞬時ISAR圖像進行重構包括:分別對各個瞬時ISAR圖像進行NSCT分解，得到相應的低通子帶和高通子帶；對得到的低通子帶進行NSCT低通融合，以及對得到的高通子帶進行NSCT高通融合；
根據融合后得到的低通子帶和高通子帶進行NSCT重構。進一步，在對得到的低通子帶進行NSCT低通融合之前，對得到的低通之帶進行濾波處理和/或平滑處理。進一步，在對得到的高通子帶進行NSCT高通融合之前，對得到的高通子帶進行線性高通濾波增強。進一步，所述采用非下采樣輪廓波融合技術NSCT對多個瞬時ISAR圖像進行重構之前，還包括:對ISAR回波信號進行時頻處理，并從時頻處理后的圖像中析出所述多個瞬時ISAR圖像。本發明的有益效果:本發明實施例,在ISAR信號時頻成像過程中，采用NSCT(Numsampled CoutourletTransform,非下采樣輪廓波融合技術)對多個瞬時ISAR圖像進行重構，得到ISAR圖像。而摒棄了傳統的對多個瞬時ISAR圖像進行積分的得到ISAR圖像的方式。本發明實施例的方式，由于對多個瞬時ISAR圖像進行重構，因此能夠區分圖像中的關鍵信號和干擾信息，可以有效的最終得到的ISAR圖像的質量。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述:圖1 一(a)是200次采樣間隔下圖像積分處理結果。圖1 一(b)是200次采樣間隔下圖像融合處理結果。圖1 一(C)是100次采樣間隔下圖像積分處理結果。圖1 一(d)是100次采樣間隔下圖像融合處理結果。圖1 一(e)是50次采樣間隔下圖像積分處理結果。圖1 一(f)是50次采樣間隔下圖像融合處理結果。圖1 — (g)是1次采樣間隔下圖像積分處理結果。圖1 — (h)是1次采樣間隔下圖像融合處理結果。圖2是本發明提供的ISAR信號時頻成像方法的第一實施例的流程示意圖。圖3是本發明提供的ISAR信號時頻成像方法的第二實施例的流程示意圖。
具體實施例方式首先，通過一組具體實驗數據，說明本發明實施例能夠獲得更優的成像質量。采用2組實測ISAR數據進行試驗分析。空中目標為yak42型飛機，ISAR回波的采樣率為106Hz，PRF為400Hz。試驗采用雙線性時頻分析方法Cohen類中的Born-Jordan時頻分布方法對數據進行時頻分析。進行NSCT變換是采用2級分解處理，將ISAR圖像分解為不變尺度的低通子帶I個，以及不變尺度的高通分方向子帶4個。經過時頻變換每組數據夠生成256個瞬時距離-多普勒圖像。對這256個瞬時ISAR圖像分別用采樣間隔200，100，50，I進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)已經明顯好于圖1 一 e)，圖1 一(f)中目標清晰，輪廓邊界連續，較完整，目標周圍的噪聲點圖像的數量有較大的減少。從圖1還能發現，隨著采樣間隔的減少，用于聯合處理的瞬時時刻的距離-多普勒圖像增多，使得目標的圖像特征信息量不斷增強，其最后形成ISAR圖像的效果也在不斷優化。在采樣間隔為I時獲得的圖像(g) (h)明顯好于采樣間隔200的圖像(a) (b)。表I顯示的是對2組實測數據在不同采樣間隔下，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，說明圖像中無序的信息量在減少，圖像的成像質量在提升。于此同時隨著采樣間隔的減少，ISAR圖像中的熵在不斷下降，說明目標的信息通過增加瞬時時刻的ISAR圖像數量得到提升。表一:
權利要求
1.一種逆合成孔徑雷達ISAR信號時頻成像方法，其特征在于:包括:在ISAR信號時頻成像過程中，采用非下采樣輪廓波融合技術NSCT對多個瞬時ISAR圖像進行重構，得到ISAR圖像。
2.如權利要求1所述的ISAR信號時頻成像方法，其特征在于:所述采用NSCT對多個瞬時ISAR圖像進行重構包括: 分別對各個瞬時ISAR圖像進行NSCT分解，得到相應的低通子帶和高通子帶； 對得到的低通子帶進行NSCT低通融合，以及對得到的高通子帶進行NSCT高通融合； 根據融合后得到的低通子帶和高通子帶進行NSCT重構。
3.如權利要求2所述的ISAR信號時頻成像方法，其特征在于:在對得到的低通子帶進行NSCT低通融合之前，對得到的低通之帶進行濾波處理和/或平滑處理。
4.如權利要求2所述的ISAR信號時頻成像方法，其特征在于:在對得到的高通子帶進行NSCT高通融合之前，對得到的高通子帶進行線性高通濾波增強。
5.如權利要求1-4中任一項所述的ISAR信號時頻成像方法，其特征在于:所述采用非下采樣輪廓波融合技術NSCT對多個瞬時ISAR圖像進行重構之前，還包括:對ISAR回波信號進行時頻處理，并從·時頻處理后的圖像中析出所述多個瞬時ISAR圖像。
全文摘要
本發明提供的一種逆合成孔徑雷達ISAR信號時頻成像方法。其中方法包括在ISAR信號時頻成像過程中，采用非下采樣輪廓波融合技術NSCT對多個瞬時ISAR圖像進行重構，得到ISAR圖像。采用本發明，可以獲得較優的ISAR圖像。
文檔編號G01S13/90GK103235307SQ201310108219
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者盧艷, 潘英俊, 陶榮輝, 周大秋, 江舸 申請人:重慶大學