基于深度卷积网络的SAR图像目标检测识别

在SAR图像解译应用领域,目标的自动检测与识别一直是该领域的研究重点和热点,也是该领域的研究难点。针对SAR图像的目标检测与识别方法一般由滤波、分割、特征提取和目标识别等多个相互独立的步骤组成。复杂的流程不仅限制了SAR图像目标检测识别的效率,多步骤处理也使模型的整体优化难以进行,进而制约了目标检测识别的精度。采用近几年在计算机视觉领域表现突出的深度学习方法来处理SAR图像的目标检测识别问题,通过使用CNN、Fast RCNN以及Faster RCNN等模型对MSTAR SAR公开数据集进行目标识别及目标检测实验,验证了卷积神经网络在SAR图像目标识别领域的有效性及高效性,为后续该领域的进一步研究应用奠定了基础。     

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。     

基于控制线方法的机载SAR和可见光图像匹配应用研究

根据无人机(UAV)景象匹配导航的现实需求,对具有典型人造场景的机载合成孔径雷达(SAR)图像与可见光图像,提出一种基于直线特征的SAR图像与可见光图像配准方法.首先,利用改进的直线段检测(LSD)方法提取图像直线特征；其次,构造控制线并设计了一种基于控制线的图像配准方法；最后,依据仿射变换模型实现了待配准图像的精确自动配准.实验表明,在SAR和可见光图像存在较大灰度差异、旋转和平移的情况下,该算法仍能精确配准图像,且运算时间大幅减少,能够满足一些实时性较强的应用.     

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。     

一种新的广义Gamma分布下的SAR图像目标检测算法

针对合成孔径雷达(SAR)图像舰船目标检测中全局广义Gamma分布虚警数量较多的问题,文章采用了一种新的基于核密度估计(KDE)的广义Gamma分布下的SAR图像舰船目标检测算法。新的算法结合了SAR图像的强度分布和空间散布分布,形成新的组合分布。在组合分布的基础上,完成SAR图像目标检测。首先,介绍了广义Gamma的分布模型;然后,通过核密度估计的方法估计各像素点的散布分布,结合散布分布和强度分布形成组合分布,对组合分布采用SISE方程的方法估计广义Gamma分布的参数,根据确定的广义Gamma分布的表达式,求出阈值T的解析式。通过求解逆不完全Gamma函数得到检测阈值,进而完成舰船目标的检测。通过实测SAR图像检测实验,对比文章算法与双参数检测算法和基于广义Gamma分布检测算法,验证了该算法的适用性。     

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。     

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.     

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...     

基于复Shearlet域高斯混合模型的SAR图像去噪

 结合双树复小波的平移不变性、多分辨率性和剪切波变换的灵活可选的多方向性,提出一种新的图像表达方法——复Shearlet变换。针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像的相干噪声特点,建立了复Shearlet系数域的高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GSM),在此基础上应用贝叶斯最小二乘法进行系数估计,最后进行复Shearlet反变换得到去噪以后的SAR图像。仿真结果和分析表明:本文提出的算法相比其他变换域去噪算法,不仅去噪后的图像的峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)有所提高,而且去噪后的图像更平滑,且与Shearlet域高斯混合模型相比,本文算法速度快了两倍多。     

基于边缘相似性的异源图像匹配

异源图像匹配是视觉导航、多源图像融合分析的关键步骤之一。对于成像机理差别较大的异源图像,如SAR图像和可见光图像,采用传统的异源图像匹配算法难以得到满意结果。本文提出一种基于边缘相似性的异源图像匹配方法,首先分别提取待匹配图像的边缘特征点集;然后计算基准图的边缘距离场;最后基于边缘相似性模型,通过实时图边缘图和基准图边缘距离场计算边缘相似度,寻找相似度最大的变换参数即为最终匹配参数。采用SAR与可见光图对方法进行了测试,结果表明,这种方法能够快速可靠地实现异源图像匹配。     

Sum-difference Reduced-dimensional Processing in SAR Image Domain and Statistical Analysis for Ground Moving Target Indication

In this article, a new reduced-dimensional adaptive processing algorithm based on joint pixels sum-difference data for clutter rejection is proposed. The sum-difference data are obtained by orthogonal projection of the joint pixels data of different synthetic aperture radar (SAR) images generated by a multi-satellite radar system. In the sense of statistical expectation, the sum-differ- ence data contain the common and different information of the SAR images. Therefore, the objective of clutter cancellation can be achieved by adaptive processing. Moreover, based on the residual image after clutter rejection, statistical analysis of constant false-alarm rate (CFAR) detection of moving targets is also presented. Simulation results demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed algorithm even with heterogeneous clutter and image co-registration error.     

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。     

一种基于盲同态解卷积的SAR成像自聚焦算法

针对大气扰动及飞行平台不稳引起机载合成孔径雷达(SAR)图像散焦的问题,提出了一种新的自聚焦算法来估算运动误差。该算法是基于运动误差函数及场景散射函数平滑特性的差异来进行估计的,利用复对数变换将图像的幅度与相位信息分离,进而分别对相位及幅度信息进行处理。运动误差通常为慢变函数,而场景的散射信息具有某种随机特性。因此,经过复对数变换后,运动误差及散射信息可以通过滤波器进行分离,将相位中的随机噪声去除,从而保留了慢变的运动误差函数。为了去除噪声信息,需要建立一个平滑滤波器,利用Daubechies小波的尺度函数构造Riesz基向量,从而建立了正交子空间,通过所建立信号子空间及噪声子空间组建平滑滤波器,最终可以获得准确的运动误差。在实验部分,分别利用仿真数据及实测数据对本文方法进行验证,最终结果分析表明该方法具有很高的估计精度及执行效率。     

A Model for Generating Synthetic VHF SAR Forest Clutter Images

We propose a model for generating low-frequency synthetic aperture radar (SAR) clutter that relates model parameters to physical characteristics of the scene. The model includes both distributed scattering and large-amplitude discrete clutter responses. The model also incorporates the SAR imaging process, which introduces correlation among image pixels. The model may be used to generate synthetic clutter for a range of environmental operating conditions for use in target detection performance evaluation of the radar and automatic target detection/recognition algorithms. We derive a statistical representation of the proposed clutter model's pixel amplitudes and compare with measured data from the CARABAS-II SAR. Simulated clutter images capture the structure and amplitude responses seen in the measured data. A statistical analysis shows an order of magnitude improvement in model fit error compared with standard maximum-likelihood (ML) density fitting methods.     

一种平稳小波方向能量阈值滤波的SAR图像去噪方法

由于 SAR图像相干斑噪声是非高斯分布的,无法直接采用光学成像系统的去噪技术处理,因此,目前还没有真正的理想算法广泛适用于 SAR图像去噪。在分析目前流行的空频域去噪方法优缺点的基础上,提出了 1种小波域 SAR图像去噪方法。为了克服离散小波变换缺乏平移不变性及方向选择性受限的缺点,该方法利用平稳小波将图像分解为低频逼近信号和高频细节信号;对于噪声信息较少的逼近信号,利用增强 Lee滤波去噪;对细节信号,根据相干斑噪声在小波域的方向能量特性进行自适应的阈值滤波;最后重建去噪后的 SAR图像。实验表明,该方法去噪能力强,同时边缘保持较好。     

运动补偿用惯性器件误差对SAR成像分辨率的影响研究

 为提高合成孔径雷达（SAR）系统的性价比，必须根据SAR成像分辨率的要求和整体系统参数，设计相应精度的运动补偿用捷联惯导系统。在确定SAR运动补偿系统方案和安装方式的基础上，分析不同方向的加速度计和陀螺仪误差对天线相位中心位置测量误差的影响，并利用位置测量误差与SAR成像分辨率之间的关系，进一步明确了不同方向的加速度计和陀螺仪对SAR成像分辨率的影响。研究表明：基于SAR的工作原理和安装方式，x方向加速度计和y方向陀螺仪对SAR成像分辨率的影响明显比其他惯性器件严重；相同误差水平的惯性器件对SAR成像分辨率的影响随着合成孔径时间和工作波长的不同而不同，时间越长，波长越短，影响则越严重。SAR成像仿真证明了结论的正确性。研究结果对于研制高性价比SAR成像运动补偿系统有一定的理论指导意义。     

OGSRN: Optical-guided super-resolution network for SAR image

Although Convolutional Neural Networks(CNNs) have significantly improved the development of image Super-Resolution(SR) technology in recent years, the existing SR methods for SAR image with large scale factors have rarely been studied due to technical difficulty. A more efficient method is to obtain comprehensive information to guide the SAR image reconstruction.Indeed, the co-registered High-Resolution(HR) optical image has been successfully applied to enhance the quality of SAR image due to it...