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基于稀疏表示的机载SAR超分辨率成像处理研究

李腾  
【摘要】:机载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统平台灵活性高,具备二维高分辨率测绘性能和全天时、全天候工作的特点,在军事领域和民用领域都得到了极为广泛的应用。然而,由于诸多因素的限制,如硬件成本、自然环境等,SAR系统重建图像质量可能会达不到预期目标。利用图像后处理实现分辨率的改善成为近年来遥感成像领域的热点之一。针对机载圆迹SAR系统,本文分别研究了子孔径和全孔径数据的超分辨率成像技术,实现重建点目标响应函数的旁瓣抑制以及图像分辨率改善。首先,研究了基于非线性调频信号的稀疏成像处理,利用非线性调频特性和稀疏约束共同实现重建响应函数的旁瓣抑制,从而避免强散射点目标对邻近弱目标的掩蔽。然后,对聚束模式下的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)进行研究。提出基于迭代阈值算法(Iterative Threshold Algorithm,ITA)的二维稀疏约束重建,实现点目标响应函数的旁瓣抑制。最后,研究了基于字典稀疏表示的SAR图像超分辨率处理。通过一阶梯度、二阶梯度特征方法进行图像特征提取,对高分辨率图像和低分辨率图像联合训练产生联合训练字典,通过局部稀疏约束方法进行求解。仿真实验结果对本文的研究提供了可靠的验证。


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