基于多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像融合方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像融合方法。使用本发明能够实现对多幅SAR图像的融合，获得效果更好的图像。本发明首先获取了对同一目标场景多个不同角度照射下的图像，然后基于图像特征的分析，对图像区域进行自适应分割，其中，根据SAR图像的分辨率对MRF分割方法进行改进，同时利用G0模型来描述GNSS-BiSAR图像；最后在不同的区域采用不同的融合算法，获得质量较高、可解译性强的融合图像，实现了增强图像质量和可解译性的功能，扩展了导航卫星双基地SAR的应用潜力，具有良好的效果。
【专利说明】基于多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像融合方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及合成孔径雷达技术及SAR图像处理【技术领域】，具体涉及一种基于多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像融合方法。
【背景技术】
[0002]合成孔径雷达(SAR)是一种全天候、全天时的高分辨率微波遥感成像雷达，可安装在飞机、卫星、导弹等飞行平台上。自上世纪50年代发明以来，已经在很多领域取得了越来越广泛的应用，例如灾害控制、植被分析、微波遥感等领域。
[0003]双基地SAR (BiSAR)是目前新兴的一种雷达体制。它的一个优势是，能利用外辐射源信号作为照射源，现存有很多这样的外辐射源信号，如电视、卫星、已有的单基地雷达发射机都可利用。这种被动SAR没有必要使用单独的发射机，因此能比传统雷达做的更小成本更低。
[0004]目前采用全球导航卫星系统(GNSS)作为发射机的被动BiSAR体制受到了较多关注。英国的Mike教授团队利用GNSSZ中的GL0NASS卫星成出了第一幅基于导航卫星的双基地SAR (GNSS-BiSAR)图像，论证了 GNSS-BiSAR成像的可能性。北京理工大学则利用GPS和北斗2代导航卫星系统做了成像实验。当前实验获取的都是单一角度下观测到的数据，从最终获取的图像来看，效果并不是很理想，主要表现在:图像中大量出现点状目标，只能反映目标的有无，无法反映目标的轮廓信息和几何特征。
[0005]考虑到可以采用不同的导航卫星作为发射源，由此可以形成多个双基地角观测的拓扑结构，获取目标在不同双基地角度下的散射特性，从而获得目标在多双基地角度下的SAR图像。借助这些图像，可以利用多维信息处理的手段改善图像质量，然而采用什么样的方法能够得到视觉效果最好的合成双基地SAR图像这一全新的问题目前都尚无研究涉及。
[0006]图像融合是增强图像信息量的有效手段。本发明的目标是结合GNSS-BiSAR图像本身的特性，使用合适融合算法得到好的图像结果。当前，融合算法主要分为四个层次:信号级、像素级、特征级和符号级。其中像素级融合的研究最为广泛，算法也更加丰富。因此，考虑使用像素级的图像融合方法来增强图像。像素级融合的主要过程有两步:配准和融合。在成像处理流程中，BP成像算法已经将图像投影到同一个地距平面，所以每一幅图像都是配准好的。其次，融合则是设计融合策略的过程。融合策略定义为如下表达式:
[0007]If(x, y) = g(Ii(χ, y), I2(χ, y),..., Ik(χ, y)) (O
[0008]其中I1 (χ, y), I2 (χ, y),..., Ik(χ, y)表示K幅观测相同场景的SAR图像,g为操作算子。目前主要的传统方法可以分为(I)线性方法、(2)非线性方法。线性方法中的平均法与非线性方法的选大法最具有代表性，但是缺陷非常明显，平均法的图像平滑明亮，但是会出现特征模糊的问题。在某一角度下出现而另一角度不出现的特征在融合之后会变得更暗更模糊。同样的，选大法融合的图像几乎保留了所有特征，但是却会出现边缘轮廓不连续以及噪声过多的现象。如何结合GNSS-BiSAR图像本身的性质选择合适的融合算法却未见相关文献与报道。[0009]本发明的目标是在融合图像中去反映真实的场景信息，并尽可能产生单一角度观测中无法观测到的信息。所以，提出一种基于导航卫星多角度图像特征分类的融合方法，对多幅SAR图像进行图像融合，获得更好的视觉效果。这种融合方法对多角度SAR图像处理具有重要意义。
【发明内容】
[0010]有鉴于此，本发明提供了一种基于多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像融合方法，能够实现对多幅SAR图像的融合，获得效果更好的图像。
[0011]本发明的基于多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像融合方法，包括如下步骤:
[0012]步骤1，单幅图像预处理:
[0013]步骤1.1对获得的多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像的每一幅图像进行归一化辐射校正:
[0014]首先对回波的功率PMft进行归一化，得到:
【权利要求】
1.一种基于多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像融合方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1，单幅图像预处理: 步骤1.1对获得的多角度导航卫星双基地合成孔径雷达图像的每一幅图像进行归一化辐射校正: 首先对回波的功率pMft进行归一化，得到:
【文档编号】G06T3/40GK103871040SQ201410090692
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】曾涛, 胡程, 敖东阳, 田卫明, 张天, 刘飞峰 申请人:北京理工大学