高分辨SAR目标成像方向性结构特征增强

作     者：杨磊 张苏 盖明慧 方澄 YANG Lei;ZHANG Su;GAI Minghui;FANG Cheng

作者机构：中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300 

出 版 物：《系统工程与电子技术》 (Systems Engineering and Electronics)

年 卷 期：2022年第44卷第3期

页      面：808-818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] 

基　　金：国家自然科学基金(61601470) 天津市自然科学基金(16JCYBJC41200)资助课题。 

主　　题：合成孔径雷达 方向性结构全变分 交替方向乘子法 多特征增强 近端算子 

摘      要：针对传统稀疏特征增强的方式仅能完成对目标场景中特显点的增强,对复杂的目标结构特征无能为力的问题,考虑目标细节特征的复杂性,提出方向性结构全变分(directional total structure variation, DTSV)正则子进行结构先验表征,实现对成像目标复杂结构特征任意梯度变化的拟合,进而实现对结构特征的高精度正则优化处理。首先,在交替方向多乘子方法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的协同优化框架下实现DTSV正则优化求解(DTSV-ADMM),利用该框架提供的对偶上升思想可有效提升迭代优化算法的收敛性能。其次,基于ADMM框架提供的多变量分解-调和机理,通过建立分裂变量组可以实现多个正则项的协同优化增强。然后,进一步引入?;范数对成像目标稀疏特征进行表征,并在协同优化框架下实现对方向性结构特征和稀疏特征的稳健计算,有效减小多特征优化存在的误差传播问题。最后,通过近端算子对特征进行解析计算,获得对应特征的闭合解析解,进一步提升算法运算稳健性和计算效率。实验证明了所提算法相比传统方法的优越性。