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《国防科学技术大学》 2010年
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知识辅助的SAR图像目标特性分析与识别研究

陶勇  
【摘要】:SAR作为一种有效的信息获取手段,被广泛地应用于军事侦察和地理遥感等多个领域。随着SAR数据收集能力的不断提高,如何快速、有效地从SAR图像中提取出感兴趣目标类型的目标识别,就成为制约战场情报生成和态势感知能力的重要环节。目前SAR图像目标识别面临的最大技术难题来自于目标特性的多样性和所处环境的复杂性,有限的SAR图像信息不足以刻画目标特性的变化,还需要充分地挖掘和利用其它辅助信息。针对此问题,本文将领域知识引入到识别中,分别从知识表示、结构模型描述以及知识应用三个方面探讨和研究知识辅助的SAR图像目标识别。 首先,从知识的基本含义出发,介绍了在SAR图像目标识别中需要用到的有关目标内部构成关系的结构模型知识和有关目标和外部环境间因果关系的上下文知识。基于散射中心频率依赖性和方位依赖性中蕴含的结构模型信息,简要地说明了两种结构模型知识的表示和匹配方法。对于经验性的上下文知识,从证据和知识不确定性的表示、不确定性的传递和结论不确定性的合成几个方面讨论了各种不确定性知识的表示和处理方法。 然后,在结构模型知识研究方面,首先从散射中心的频率依赖性角度研究了高分辨雷达目标一维结构模型的描述,即模型参数的估计方法。在分析了子空间型方法对GTD模型位置参数估计的有效性后,提出了一种基于正交投影的模型参数估计方法。该方法依据GTD模型中散射中心位置和类型参数的低耦合,利用信号子空间的平移不变结构估计散射中心位置,根据频率依赖项的正交投影系数对类型参数进行鉴别,使整个估计过程一次完成,具有较低的计算复杂性。分析表明,该方法具有较高的估计精度和良好的推广性能,从而为SAR图像目标二维结构模型的研究奠定了基础。 其后,同时考虑散射中心的频率依赖性和方位依赖性,对基于属性散射中心模型的SAR图像目标二维结构模型的描述展开研究。在总结图像域模型参数提取基本流程的基础上,分析了图像分割对参数估计性能的重要影响。为指导散射中心区域分割,将频率域中的散射模型转换到图像域,对属性散射中心的分布特性进行了充分地分析。根据属性散射中心模型中局域式和展布式散射中心方位特性的差异,提出了一种类型判断-图像分割-参数估计的模型参数顺序估计方法。为了提高参数估计性能,分析了基于lk范数的SAR复图像域正则化方法实现超分辨的内在机理,并针对该方法在不同强度散射点条件下分辨率提高不一致的问题,提出了一种基于变参数的改进正则化方法。这些研究完备了二维结构模型知识的应用基础。 最后,对结构模型知识和上下文知识辅助的SAR图像目标识别方法进行研究。根据结构模型知识的层次化结构,提出了一种知识辅助的序贯处理流程,并分析了特定结构知识在SAR图像目标识别中的优势。基于全局结构知识预测得到的主散射中心结构,提出了一种构造近似旋转平移不变特征的匹配识别方法。在阐述了上下文知识在SAR图像目标识别中重要性后,提出了一种上下文知识辅助的目标识别模型,并以可信度方法为例对知识处理的过程进行了具体说明。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN957.52

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张泽兵;胡卫东;;基于Coherent Point Drift方法的SAR图像散射中心匹配[J];国防科技大学学报;2012年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄嘉辛;车辆目标SAR图像预处理方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘拥军,葛德彪,张忠治,吕小红;有属性的散射中心理论及应用[J];电波科学学报;2003年05期
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10 杜小勇;胡卫东;郁文贤;;基于稀疏成份分析的几何绕射模型参数估计[J];电子与信息学报;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 计科峰;SAR图像目标特征提取与分类方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
2 高贵;SAR图像目标ROI自动获取技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
3 李禹;SAR图像机动目标检测与鉴别技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭炜炜;SAR图像目标分割与特征提取[D];国防科学技术大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔旖娜;王苏岩;李宏男;;基于BP神经网络时间序列方法的辽宁省建筑业经济技术指标预测[J];四川建筑科学研究;2008年02期
2 夏年喜;;逻辑学、语言学与信息科学——论自然语言逻辑的学科性质[J];安徽大学学报;2006年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王红霞;田国会;李晓磊;卜范骞;;基于地标信息融合的家庭环境机器人组合导航[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 曹爱增;陈月婷;魏军;李金屏;;一种基于EDAs和聚类分析的杂合进化算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李鑫;李力争;;基于模板匹配的固态流体流速检测算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 陈楚湘;沈建京;陈冰;尚长兴;王运成;;运用粗糙集理论建立中老年肺炎中医症候诊断标准[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 李潮潮;迟凯;付芳萍;车文刚;赵庆江;;基于模糊聚类的证券价格对公共信息的反应强度划分[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 赵庆江;迟凯;付芳萍;李潮潮;车文刚;;基于FCM的模糊时间序列模型及人民币汇率预测[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 杨海粟;磨国瑞;张江华;刘婷;;雷达导引头DBS回波信号模拟仿真[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
8 杨阳;陈宗海;张海涛;;复杂系统仿真的前端智能化综述[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 周芳;;基于融合的混合模式SAR成像技术[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 杨雪梅;甘慧娟;赖新梅;周常恩;陈梅妹;李灿东;;中医健康状态智能辨识模型研究现状[A];全国第十二次中医诊断学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王杰;基于人工智能的乒乓球比赛技战术诊断与评估研究[D];上海体育学院;2010年
2 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
4 李晓明;ENVISAT卫星ASAR波模式数据海浪反演算法研究[D];中国海洋大学;2010年
5 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
6 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
7 丁和艳;铝合金车轮CNC机械抛光工艺优化的基础研究[D];华中科技大学;2010年
8 宋清昆;自适应结构优化神经网络控制研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
9 高杰;基于过渡金属的超分子光化学传感器识别生物功能性检测物[D];华东理工大学;2010年
10 杨瑞明;基于压缩采样的比幅测向方法研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高争;平煤十二矿突出案例专家咨询系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
3 蒲锰;非侵入式矿井提升机PLC电控系统实时故障诊断方法的研究[D];山东科技大学;2010年
4 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
5 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
6 崔盈慧;基于障碍物智能识别的人机融合汽车安全预警研究[D];郑州大学;2010年
7 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
8 常春艳;矿山土地复垦方案论证管理系统研究[D];山东农业大学;2010年
9 张冲;基于CBR与RBR融合推理的林火扑救方案生成系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 宋晓玥;基于TDPCA与SPIHT的高光谱压缩和降维算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵凌君;匡纲要;;基于分水岭变换的高分辨率机载城区SAR图像建筑物自动检测方法[J];电子与信息学报;2008年10期
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4 王怀野,张科,李言俊;各向异性滤波在红外图像处理中的应用[J];红外与毫米波学报;2005年02期
5 谢美华,王正明;基于正则化变分模型的SAR图像增强方法[J];红外与毫米波学报;2005年06期
6 周琳;计科峰;;一种联合的SAR目标方位角估计方法[J];计算机仿真;2008年08期
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9 赵侠;王正明;汪雄良;段晓君;;基于l~k范数的正则化方法及其在SAR图像处理中的应用[J];信号处理;2006年02期
10 郭炜炜;杜小勇;胡卫东;郁文贤;;基于稀疏先验的SAR图像目标方位角稳健估计方法[J];信号处理;2008年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 万朋;合成孔径雷达目标检测及相关技术研究[D];电子科技大学;2000年
2 郦苏丹;SAR图像特征提取与目标识别方法研究[D];国防科学技术大学;2001年
3 计科峰;SAR图像目标特征提取与分类方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 高贵;高分辨率SAR图像目标特征提取研究[D];国防科学技术大学;2003年
2 周琳;SAR图像目标切片特征提取方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 郦苏丹;SAR图像特征提取与目标识别方法研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 付琨;高分辨率单视单极化SAR图像地物分类方法研究[D];国防科学技术大学;2002年
3 计科峰;SAR图像目标特征提取与分类方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
4 付耀文;雷达目标融合识别研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
5 孙真真;基于光学区雷达目标二维像的目标散射特征提取的理论及方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2001年
6 张翠;高分辨率SAR图像自动目标识别方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 盛国芳;SAR图像去噪与分割算法的研究[D];西安电子科技大学;2003年
3 王新楼;基于偏微分方程的SAR图像去噪方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
4 钱伟新;基于PDE的闪光照相图像消噪声方法研究[D];中国工程物理研究院;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘拥军,葛德彪,张忠治,吕小红;有属性的散射中心理论及应用[J];电波科学学报;2003年05期
2 韩春明,郭华东,王长林;SAR图像斑点噪声抑制的本质[J];遥感学报;2002年06期
3 谢虹,汪连栋,袁翔宇;对SAR的噪声干扰效果评估研究[J];航天电子对抗;2003年03期
4 潘凤艳,邢孟道,廖桂生;解多普勒中心模糊的一种新方法[J];雷达科学与技术;2003年02期
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6 杨莉,袁信;小波分析在SAR图像边缘检测中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2001年02期
7 郦苏丹,王正志,张翠;SAR图像中道路的检测[J];国防科技大学学报;2001年01期
8 钟睿,毛士艺;一种改进的PGA最大似然相位估计法[J];航空学报;2003年06期
9 王盛利,于立,倪晋麟,张光义;高分辨SAR的距离-多普勒-距离成像方法[J];系统工程与电子技术;2003年08期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 田继华;路绪光;张玉玺;孙进平;;压缩感知SAR成像自聚焦运动补偿[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
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6 徐凯;孙淑光;刘瑞华;;基于载机速度变化分析的SAR运动补偿[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
7 叶继海;江月松;赵继芝;郭泾平;;基于北斗信号的SAR成像方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 于峻伟;;机载SAR图像快速仿真方法研究[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
9 ;Assessment of Statistical Models for Clutter and Target in SAR Images[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 王鹏波;陈杰;李春升;;时钟同步误差对多通道天线星载SAR成像性能的影响[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 记者 赵亚辉;自主产权机载SAR测图系统研制成功[N];人民日报;2011年
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6 但斌;中国股市今年孕育微妙变化[N];中国贸易报;2001年
7 金美林投资 黄旻宏;如何应用止损策略[N];财经时报;2002年
8 ;北京宏翰[N];江苏经济报;2000年
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10 刘筱霞;陈永常;PHOTOSHOP中图像分辨率的设置[N];中国包装报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陶勇;知识辅助的SAR图像目标特性分析与识别研究[D];国防科学技术大学;2010年
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4 周红;基于子带子孔径的低频SAR成像及运动目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 邓彬;合成孔径雷达微动目标指示(SAR/MMTI)研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 李欣;双基地SAR穿墙成像技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 岳昔娟;稀少(无)控制条件下机载SAR高精度定位技术研究[D];武汉大学;2009年
8 杨科锋;移变双基地SAR特性与成像方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
9 安道祥;高分辨率SAR成像处理技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 李宁;双基地高超音速弹载SAR可用性与算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏慧君;SAR图像分辨率增强方法研究[D];电子科技大学;2011年
2 何娇;高分辨率SAR图像建筑物高度反演研究方法[D];北京交通大学;2011年
3 宗海涛;基于边缘惩罚TMF的无监督SAR图像多类分割算法[D];西安电子科技大学;2010年
4 廖辉旺;星载SAR Doppler参数估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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7 刘洋涛;基于实测数据的机载SAR成像技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 廖可非;单激励三维SAR实验系统及成像技术研究[D];电子科技大学;2010年
9 化国强;基于全极化SAR数据玉米长势监测及制图研究[D];南京信息工程大学;2011年
10 王大芳;单极化SAR图像的地形变化检测和森林积雪的多极化仿真[D];复旦大学;2010年
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