基于2－D熵的机载SAR图像分割迭代算法研究

机载合成孔径雷达(SAR)图像可用于检测识别机场跑道.由于SAR图像包含大量噪声,算法抗噪性能对于SAR图像处理很重要.2-D阈值方法的分割效果比传统的一维方法要好,特别是对受噪声影响的图像.然而,2-D阈值方法耗时长,难以实用.因此,本文在现有的2-D熵迭代分割算法的基础上提出了一种基于二维直方图统计特点的最大熵阈值分割算法.通过大量试验证明,本文提出的方法不仅获得了理想的分割效果,而且进一步提高了二维阈值选取速度.     

基于角点特征的SAR图像与光学图像匹配算法

INS／SAR组合导航系统对SAR实时图像与光学参考图像的匹配算法提出了实时性和准确性要求。文章首先采用一种结合Harries算子与曲率尺度空间的算法,提取SAR图像与光学图像中的角点;然后利用距离约束、角点值约束、边缘约束进行角点匹配。经实验验证,该方法实时性好,匹配精度高,可较好的应用于INS／SAR组合导航系统的...     

一种基于MLS的SAR图像点特征提取方法

针对合成孔径雷达图像点特征提取问题,提出了一种基于MLS的SAR图像点特征提取方法.首先利用提出的基于超像素关联分析的SAR图像分割算法得到二值分割图像,再把该二值图像和SAR图像进行点乘运算,获取到含有强度信息的目标区域,然后采用移动最小二乘法(MLS)对目标区域进行曲面拟合,根据设定的点特征判决规则,最后提取出SAR图像的峰值、脊和谷等多种点特征.基于MSTAR数据的实验结果表明了该方法的有效性和准确性.     

准实时性前斜视INS/SAR组合导航滤波算法研究

为消除常规利用正侧视SAR图像辅助导航信息对惯性误差进行修正时的滞后影响,结合前斜视SAR成像工作特性,本文分析提出了新的准实时性组合导航滤波方案和算法,以解决SAR/INS组合导航系统中的量测滞后影响;本文分析了前斜视SAR成像辅助导航系统工作特点,分析了SAR量测输出模型;建立了准实时性前斜视INS/SAR组合导航滤波算法模型,并通过仿真分析了组合导航系统性能。仿真结果表明：采用所提出的惯性/SAR组合方案和算法,可以有效克服成规正侧视SAR辅助匹配输出滞后的影响,有效满足组合系统性能要求。     

多干扰机InSAR欺骗干扰方法

单航过的干涉合成孔径雷达（InSAR）有很强的抗干扰能力,单部干扰机所发射干扰信号的干涉相位在不同快时间是完全相同的,不同慢时间也近似相等,不能产生具有高程信息的干扰图像。基于此,提出了一种利用双（多）干扰机产生InSAR三维图像欺骗干扰的方法,分析了InSAR的成像机理,给出了假目标模板设置方法,讨论了聚焦后复图像和干涉相位要求的干扰信号调制参数以及干涉相位的估计方法。产生的干扰信号在雷达接收机中可独立实现SAR二维像干扰,经干涉后能生成虚假高程信息,理论分析和仿真结果表明,该方法能实现对SAR二维成像和InSAR三维成像的有效干扰。     

GPS/SINS/SAR组合系统在弹道导弹末制导中的应用

在弹道导弹末制导中,由于多传感器组合导航系统的状态方程维数较大,因此应用集中滤波器处理会导致计算量大且容错性、可靠性不高。针对这种情况,采用无反馈模式的联邦滤波器,构建了GPS/SINS/SAR组合导航系统,并对其进行了仿真。仿真结果表明,该组合导航系统能较大地提高导弹的射击精度。     

基于Wasserstein距离和SBGFRLS方法的活动轮廓模型图像分割算法

提出一种结合Wasserstein距离和SBGFRLS方法的非参数化活动轮廓图像分割算法。该算法采用二值函数作为水平集函数并利用高斯核函数对其正则化,有效避免水平集演化中的重新初始化过程,提高分割速度。算法本身具有选择局部和全局分割的属性。利用Wasserstein距离作为区域相似性测度使图像分割不依赖于图像数据的具体分布模型,扩大了传统水平集算法的应用范围。实验结果表明,该算法能够对图像进行有效准确地分割且具有较快的速度。     

基于Gibbs-Markov随机场与连通聚类的SAR图像恢复

在传统的马尔可夫随机场(MRF)的图像建模方法基础上利用合成孔径雷达(SAR)图像的固有特性对Gibbs-MRF模型进行改进复原SAR图像,并进一步提出用数字形态学中连通性理论进行图像分割。在SAR图像像素空间的邻域内,估计最大后验概率(MAP)时引用Gamma分布代替传统的瑞利分布恢复数据,同时利用像素强度值相关性的连通模型将目标较好地提取出来。充分利用了SAR图像的数字形态信息和像素强度之间的相关性,得到了更好的分割效果。仿真实验说明本文方法是有效的。     

基于SAR图像匹配结果可信度评价的INS/SAR自适应Kalman滤波算法

在惯性导航系统（INS）/合成孔径雷达（SAR）组合导航系统中，SAR图像易受斑点噪声的影响，图像匹配的精度对整个导航系统精度的影响十分明显，能够准确地分析SAR图像匹配过程中的误差特性，利用有效的图像匹配信息辅助INS进行组合定位尤为重要。针对上述问题，在加权Hausdorff距离匹配算法的基础上，对影响SAR图像匹配精度的因素进行了分析，提出了一种基于模糊推理的匹配结果可信度评价准则，经过可信度筛选，将有效的匹配信息与INS进行组合；对合理范围内的匹配误差变化引起量测噪声统计特性发生变化，进而导致Kalman滤波精度下降的问题，研究采用改进的Sage-Husa自适应滤波算法对量测噪声方差阵进行动态调整，使其更加接近系统的当前状态。搭建仿真验证平台对所提算法进行了验证，结果表明，该算法能够在合理的匹配误差范围内，有效地筛选出可信的图像匹配结果，相比常规Kalman滤波算法，显著地提升了INS/SAR组合导航系统水平方向的定位精度。     

基于星载视频SAR的海上运动目标监视方法

传统SAR处理方法已无法满足日益复杂的战场环境,在监测、跟踪感兴趣区域内的机动目标和场景变化方面存在不足。针对此情况,提出了一种基于星载视频SAR(Video SAR)的海上运动目标监视方法,通过对目标区域持续观测获得全面的目标态势信息。首先,分析了视频SAR工作原理,采用数据重叠复用的方式来保证SAR视频产品的流畅度;结合图像配准,再利用不同帧图像之间动目标主体位置偏差和阴影变化反演动目标速度,同时改进传统后向投影(Back Projection,BP)算法,使其适用于视频SAR的高效性要求;最后,通过计算机仿真验证了该方法的精确性和有效性。     

基于文本编码分割的医学影像文本水印算法

针对已有文本水印嵌入算法中所采用的二进制数据流描述文本水印时所表达的信息有限、水印容量较小的问题,提出了一种基于文本编码分割的医学影像文本水印算法,通过二维离散小波变换对医学影像的不同层次进行分解,将编码分割处理后的文本水印嵌入到小波分解的三级低频部分,实现了文本水印的隐秘嵌入。实验结果表明,该算法可提高医学影像文本水印容量2-3倍。     

一种稳健的利用分布式小卫星获取宽域、高分辨SAR图像的方法

 传统星载合成孔径雷达(SAR)受最小天线面积条件的限制，其横向分辨率与测绘带宽度相矛盾，采用编队飞行的分布式小卫星SAR体制，可解决这一矛盾，即能够同时获得大测绘带、高分辨率的地面场景的SAR图像。主要研究如何在误差环境下抑制由小天线引入的多普勒模糊的信号处理方法。该方法利用子空间投影技术对导向矢量进行精确估计，在小卫星存在基线及其他误差时仍然能够稳健地恢复高分辨的二维SAR图像。     

一种新的基于Graph cuts方法的SAR图像分割模型

Graph cuts方法是一种快速优化技术,能有效解决计算机视觉的低层次问题,如表面重构、分割、去噪等问题。其优点是迭代计算的高效性并能得到全局最优解。利用Graph cuts方法,将基于活动轮廓模型和水平集方法的SAR图像分割模型转化成一个新的模型,可用最大流/最小割方法来求解。实测SAR图像的分割实验表明：提出的新模型所需运行时间大约是基于水平集的活动轮廓模型所需时间的一半,分割精度也得到了较大的提高。     

基于旋转多圆柱的冰风洞水滴参数分析方法

阐述了基于旋转多圆柱测量仪的冰风洞水滴参数分析方法.对二维圆柱的水滴撞击特性进行了计算分析;对二维旋转圆柱的霜状冰结冰过程进行了数值模拟;根据水滴参数对旋转圆柱结冰量的影响, 结合数学逼近的方法, 编制了由旋转多圆柱测量结果分析计算冰风洞水滴参数的软件, 最后用国外试验数据对软件分析结果进行了验证, 结果表明:计算方法正确, 可以实现冰风洞水滴参数快速测量.      

基于杂波对消-自聚焦的多通道SAR-GMTI

对超高频(UHF)波段多通道合成孔径雷达(SAR)动目标检测技术进行研究,解决了长相干积累时间导致动目标在方位向散焦严重的问题。采用分块自聚焦技术对多通道SAR地面移动目标指示(GMTI)系统自适应杂波抑制后的SAR图像进行处理,改善杂波抑制后的SAR图像中动目标的聚焦情况,增强动目标与周围剩余杂波的对比度,进而提高恒虚警率(CFAR)检测的性能。与传统杂波抑制后直接进行CFAR检测方法相比较,该方法降低了检测虚警概率。实测数据处理结果显示动目标的信杂比明显提高,动目标方位向聚焦成功,证明了该方法的有效性。     

A Generalized Approach to Multiresolution Complex SAR Signal Processing

Multiresolution synthetic aperture radar (SAR) image formation has been proven to be beneficial in a variety of applications such as improved imaging and target detection as well as speckle reduction. SAR signal processing traditionally carried out in the Fourier domain has inherent limitations in the context of image formation at hierarchical scales. We present a generalized approach to the formation of multiresolution SAR images using biorthogonal shift-invariant discrete wavelet transform (SIDWT) in both range and azimuth directions. Particularly in azimuth, the inherent subband decomposition property of wavelet packet transform is introduced to produce multiscale complex matched filtering without involving any approximations. This generalized approach also includes the formulation of multilook processing within the discrete wavelet transform (DWT) paradigm. The efficiency of the algorithm in parallel form of execution to generate hierarchical scale SAR images is shown. Analytical results and sample imagery of diffuse backscatter are presented to validate the method.     

Helicopter maritime search area planning based on a minimum bounding rectangle and K-means clustering

Helicopters are widely used in maritime Search and Rescue (SAR) missions. To ensure the success of SAR missions, search areas need to be carefully planned. With the development of computer technology and weather forecast technology, the survivors’ drift trajectories can be predicted more precisely, which strongly supports the planning of search areas for the rescue helicopter. However, the methods used to determine the search area based on the predicted drift trajectories are mainly derived from the continuous expansion of the area with the highest Probability of Containment (POC), which may lead to local optimal solutions and a decrease in the Probability of Success (POS), especially when there are several subareas with a high POC. To address this problem, this paper proposes a method based on a Minimum Bounding Rectangle and K-means clustering (MBRK). A silhouette coefficient is adopted to analyze the distribution of the survivors’ probable locations, which are divided into multiple clusters with K-means clustering. Then, probability maps are generated based on the minimum bounding rectangle of each cluster. By adding or subtracting one row or column of cells or shifting the planned search area, 12 search methods are used to generate the optimal search area starting from the cell with the highest POC in each probability map. Taking a real case as an example, the simulation experiment results show that the POS values obtained by the MBRK method are higher than those obtained by other methods, which proves that the MBRK method can effectively support the planning of search areas and that K-means clustering improves the POS of search plans.     

INS/SAR组合定位技术研究

主要研究了INS/SAR组合对运动目标的定位算法。首先,建立了INS/SAR组合定位系统数学模型;其次,基于卡尔曼滤波方法和alpha-beta滤波方法完成了INS/SAR组合定位算法设计;最后,考虑组合导航系统误差及导引头测量误差,对定位算法进行了数字仿真及性能分析。仿真结果表明,所设计的INS/SAR组合定位算法在远距对运动目标具有较高的定位精度。