基于全变分的高分辨SAR联合特征增强成像算法

作     者：黄博 周劼 江舸 HUANG Bo;ZHOU Jie;JIANG Ge

作者机构：中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 

出 版 物：《红外与毫米波学报》 (Journal of Infrared and Millimeter Waves)

年 卷 期：2021年第40卷第5期

页      面：664-672页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：装备预研基金重点项目(661406190101) 

主　　题：合成孔径雷达 特征联合增强 交替方向多乘子法 邻近算子 全变分 

摘      要：稀疏约束下的合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)成像技术,通过对稀疏先验建模的稀疏特征进行增强,能有效获取目标特显点的有用信息,但无法对目标的结构特征进行恢复,且对不可避免的非系统误差十分敏感。为此,提出一种依靠交替方向多乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)面向结构特征增强的稀疏恢复高分辨SAR成像(Structure-feature Enhancement-ADMM,SE-ADMM)算法。该算法引入全变分(Total Variation,TV)正则项建模结构特征,起到增强结构的作用;引入ℓ1范数建模稀疏特征,起到压制噪声作用;引入最小熵范数建模聚焦特征,以保证算法对非系统乘性误差的不敏感性。在ADMM多特征优化框架下,利用“局部-全局的运算机制,首先分别进行三个特征的邻近算子推导,以获得对应特征解析解,再进行目标全局优化保证特征解之间的协调平衡,以实现目标的多特征增强。另外,ADMM多特征优化框架下变量分裂和多正则项的引入,保证了算法的效率和稳健性。实验部分先后选取SAR仿真数据与实测数据来验证算法的有效性,通过相变热力图定量分析所提算法的恢复性能,进而验证了所提SE-ADMM算法的稳健性与优越性。