一种基于图像对比度的调频斜率估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于估计方法，具体涉及一种基于图像对比度的调频斜率估计方法。
【背景技术】
[0002] 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种高分辨率成像雷达。在 实际应用中，由于大气湍流的影响，雷达载机存在沿飞行方向和垂直于飞行方向的扰动，从 而产生运动误差。运动误差带来的多普勒相位误差会破坏雷达回波信号的相干性，致使在 成像处理中方位压缩的匹配处理出现失配，造成图像的方位向散焦，严重时甚至无法成像。 因此在合成孔径雷达成像及其应用中，需要对调频斜率进行估计以补偿相位误差。根据国 内外相关文献的介绍，常用的调频斜率估计方法是图像对比度最优算法。图像对比度可理 解为图像中各象素点亮度值与图像亮度均值的偏离程度，借助概率论中方差的概念，图像 对比度函数是方位向图像亮度的标准偏差和平均值的比值，调频斜率的估计可等价为一个 求解对比度值最优解的优化过程。而在这个优化过程中，随着对误差补偿精度要求的提高 计算量会急剧加大，算法需反复迭代，导致算法计算量大、收敛速度慢、效率低。
【发明内容】
[0003] 本的目的是针对现有技术缺陷，提供一种基于图像对比度的调频斜率估计方法。
[0004] 本发明是这样实现的：一种基于图像对比度的调频斜率估计方法，其特征在于，包 括下述步骤：
[0005] 步骤一：预处理
[0006] 根据雷达惯导数据计算初始的调频斜率
【主权项】
1. 一种基于图像对比度的调频斜率估计方法，其特征在于，包括下述步骤： 步骤一：预处理 根据雷达惯导数据计算初始的调频斜率Kal=-I，Κα2=-?，其中，V表示雷 AR A R 达载体的速度，R表示雷达到目标的距离，λ表示雷达波长，并利用这两个调频斜率对原始 SAR数据分别进行距离向压缩和方位向压缩，得到二维图像，同时分别计算所得二维图像的 对比）
，其中为 I (n, Ka), (η = 1，...，Ν)方位向一维图像的幅度，A ()表示空间求平均运算； 步骤二：计算调频斜率 由黄金分割法计算得到调频斜率Ka3=0. 618 (Ka2_Kal) +Kal，并利用这个调频斜率对原 始SAR数据进行距离向压缩和方位向压缩，得到二维图像，同时计算所得二维图像的对比
步骤三：曲线拟合 利用上述计算出的三个对应点（Kal，Cl)、（Ka2，C2 )和（Ka3，C3 )进行二次抛物线拟合， 得到拟合曲线， 步骤四：计算斜率 计算拟合得到的二次曲线的最大值及所对应的调频斜率值KaO,该调频斜率值就是调 频斜率的估计值， 步骤五：成像 利用KaO对SAR原始数据进行距离向压缩和方位向压缩，得到合成孔径雷达图像。
2. 如权利要求1所述的一种基于图像对比度的调频斜率估计方法，其特征在于：所述 的距离向压缩是指即距离向傅里叶变换和逆变换，方位向压缩是指方位向傅里叶变换和逆 变换。
3. 如权利要求2所述的一种基于图像对比度的调频斜率估计方法，其特征在于：步骤 三的曲线拟合采用如下所示的公式进行：
其中Ka为自变量，C为因变量。
4. 如权利要求3所述的一种基于图像对比度的调频斜率估计方法，其特征在于：KaO采 用下述公式进行计算：
【专利摘要】本发明属于估计方法，具体涉及一种基于图像对比度的调频斜率估计方法。它包括：步骤一：预处理，计算初始的调频斜率Ka1，Ka2，步骤二：计算调频斜率，由黄金分割法计算得到调频斜率Ka3，并利用这个调频斜率对原始SAR数据进行距离向压缩和方位向压缩，得到二维图像，同时计算所得二维图像的对比度C3；步骤三：曲线拟合，利用上述计算出的三个对应点（Ka1，C1）、（Ka2，C2）和（Ka3，C3）进行二次抛物线拟合，得到拟合曲线，步骤四：计算斜率，步骤五：成像。使用本发明的效果是：该方法是根据图像对比度与方位向调频斜率的关系，使用抛物线法来估计多普勒调频斜率，避免了传统算法中的反复迭代，可以大大提高计算效率。
【IPC分类】G01S7-40
【公开号】CN104656067
【申请号】CN201310606379
【发明人】徐志明, 卢永革, 姚京萍
【申请人】北京环境特性研究所
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月25日