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利用Hestenes SVD及其修正算法实现阵列超分辨处理

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信号处理 1997年第1期13卷 46-53页

作者：冯刚刘泽民黄振兴北京邮电大学电子科技大学

本文将Hestenes奇异值分解（SVD：SingularValueDecomposition）算法推广到复域，并提出一种可以直接获得有序排列奇异值的修正Hestenes算法，研究了它们分别在线性Systolic阵列处理和SIMD（SingleInstructionMultipleData）阵列处理中的实现原理．作为一个应用实例，我们讨论了通过SVD实现阵列信号超分辨的原理。计算机模拟实验证明了算法的正确性。

关键词： SVD Systolic 阵列处理超分辨处理信号处理

基于低秩稀疏分解与超分辨处理的高光谱图像异常检测方法研究

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基于低秩稀疏分解与超分辨处理的高光谱图像异常检测方法研究

作者：李壮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

遥感科学与技术的发展,对高光谱图像光谱分辨率的提高起到重要作用,高光谱图像的光谱分辨率的提高成为了其在目标检测领域应用的优势。根据目标的先验光谱信息能否获得,目标检测可以分为“有监督型”和“无监督型”两种类型。异常目标... 详细信息

遥感科学与技术的发展,对高光谱图像光谱分辨率的提高起到重要作用,高光谱图像的光谱分辨率的提高成为了其在目标检测领域应用的优势。根据目标的先验光谱信息能否获得,目标检测可以分为“有监督型”和“无监督型”两种类型。异常目标检测属“无监督型”目标检测的范围,不需要提供目标的光谱信息。一般来说,地球表面物质的光谱采集较为困难,因此异常检测在实际应用中更为广泛。目前,高光谱图像异常检测出现的难点在于:如何避免讨论背景数据的分布,如何有效地结合高光谱图像的空谱信息,由高光谱图像中存在低空间分辨率和较高的光谱分辨率导致混合像元现象存在以及成像过程中产生的同物异谱现象对异常目标检测的影响等都是待解决的问题。因此快捷、高效的异常检测方法是本文研究的重点所在。本文在分析国内外研究现状的基础上,对高光谱图像的数据特性和如何有效的结合图像的空谱信息进行了深入研究,本文主要研究工作和成果如下:首先,本文简要介绍了高光谱图像的成像机理,详细描述了高光谱图像的数据特征,重点阐述了高光谱图像异常检测的经典检测方法以及异常检测中存在的问题。并且说明用于高光谱图像异常检测实验的图像数据以及性能评估方法和评价指标,为后文的工作打下坚实的基础。其次,由于高光谱图像中背景数据的分布非常复杂,经典检测方法中将背景分布的假设理想化导致检测率较低和虚警率较高的问题,提出了基于低秩稀疏分解与相关性协同约束的高光谱图像异常检测方法。首先通过张量分解与自更新稀疏表示实现高光谱图像的低秩稀疏分解,从而抑制背景部分与噪声部分。然后通过空间相关性约束与地物相关性约束结合实现对包含异常部分的异常检测。该方法很好的避免了对背景数据分布的讨论,在最大程度上实现对背景和噪声部分的抑制,增强了异常目标。最后,针对图像的空间分辨率较低,光谱分辨率较高导致的混合像元现象以及成像过程中产生的同物异谱现象影响了对小目标及亚像元目标的异常检测,因此面向小目标和亚像元目标等这一类目标的异常检测,研究基于超分辨处理的高光谱图像异常检测方法。由同物异谱现象考虑了光谱变化性,引入基于拓展线性混合模型的解混方法,得到了较高精度的解混分量图。然后通过超分辨处理实现图像空间分辨率的提高,最后通过LRX与地物相关性的结合,进行异常检测。该方法很好的解决了高光谱图像存在的空间分辨率较低的问题,克服了混合像元和同物异谱现象对小目标和亚像元目标检测时造成的干扰,抑制了背景并突出异常目标达到最佳的检测效果和提高了检测的精度。

关键词：高光谱图像异常检测低秩稀疏分解相关性协同约束超分辨处理

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采用实时超分辨处理的工作型短波测向系统

电信技术研究 2000年第1期 14-27页

作者：平良子

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基于时频图像处理的JEM分类识别方法

中国电子科学研究院学报 2021年第1期16卷 39-45页

作者：雷志勇黄忠平汪文英吴刚张良南京电子技术研究所江苏南京210039

机载雷达探测飞机目标时,可通过提取JEM特征进行直升飞机、螺旋桨飞机、喷气式飞机分类识别,虽然其理论基础已相对成熟,但在机载杂波背景下对低SNR调制信号的检测与分类识别有待进一步提升,以改进工程化过程中分类识别的稳健性。文中在... 详细信息

机载雷达探测飞机目标时,可通过提取JEM特征进行直升飞机、螺旋桨飞机、喷气式飞机分类识别,虽然其理论基础已相对成熟,但在机载杂波背景下对低SNR调制信号的检测与分类识别有待进一步提升,以改进工程化过程中分类识别的稳健性。文中在回顾JEM理论分析的基础上,分析了观测角度、叶片螺距、转子交调、RCS闪烁、雷达工作波形等因素对JEM回波的影响,提出了基于超分辨时频图像的融合检测方法,综合预处理、时频分析、时频图像融合检测、JEM特征判决等策略,解决杂波背景下低SNR调制回波的检测与识别难题,并用机载雷达实测民航飞机的回波数据进行了验证,具备较高的工程应用价值。

关键词：机载雷达 JEM特征分类识别时频图像超分辨处理

基于POCS-Mallat算法的图像处理系统优化设计

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科技通报 2014年第4期30卷 56-58页

作者：陈艳四川职业技术学院网电教学部四川遂宁629000

为改进图像处理算法,提升图像信息采集效果,避免图像噪点干扰,使用Mallat算法对图像进行小波处理后再使用POCS算法进行超分辨处理,并设计了残差处理以及效果评估模块对图像处理进行保障。新算法可有效提高图像分辨率以及图像锐度,尤其... 详细信息

为改进图像处理算法,提升图像信息采集效果,避免图像噪点干扰,使用Mallat算法对图像进行小波处理后再使用POCS算法进行超分辨处理,并设计了残差处理以及效果评估模块对图像处理进行保障。新算法可有效提高图像分辨率以及图像锐度,尤其改善了边缘区域图像分辨率。最后通过DSP平台处理脑CT图进行仿真实验,结果表明新算法具有可行性,处理时间较短,同时也证实了图像处理的稳定性。

关键词：超分辨处理 Mallat算法分辨率

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机载SAR实测数据的处理研究

机载SAR实测数据的处理研究

作者：李其西安电子科技大学

学位级别：硕士

合成孔径雷达（SAR）是一种具有全天候、全天时和远距离成像的特点的高分辨率成像雷达,对军用和民用具有重要的应用价值。目前根据国内外学者的研究与预测,SAR成像在地形测绘、考古学、沙层、森林覆盖和侦察监视等其他方面也将会有广阔... 详细信息

合成孔径雷达（SAR）是一种具有全天候、全天时和远距离成像的特点的高分辨率成像雷达,对军用和民用具有重要的应用价值。目前根据国内外学者的研究与预测,SAR成像在地形测绘、考古学、沙层、森林覆盖和侦察监视等其他方面也将会有广阔的应用前景。因此对于SAR数据而言,研究成像算法进行成像处理是关键步骤,而且成像之后提高SAR图像的质量也具有重要的研究意义。传统的SAR成像算法大多不适用于大斜视成像模式,而且由于SAR图像距离向与方位向分辨率的不同（方位向分辨率一般大于距离向分辨率）,因此为了使SAR图像看起来更接近原始场景,通常采用传统的方位向多视方法,将二维分辨率调节成一致。但是多视操作造成了方位向分辨率的降低和大量的数据浪费。本论文主要针对以上几个方面做了一些工作,现概括如下:本文首先分析了SAR成像在二维方向（距离向及方位向）的特性,在减少运算量并且提高运算效率的前提下,研究了传统SAR成像频域算法——距离徙动算法（RMA）的具体实现过程,并通过公式推导对算法进行改进,以期在大斜视构型下能够得到聚焦效果良好的SAR成像结果。然后利用改进的RMA,对SAR大斜视仿真数据和实测数据进行成像处理,观察图像的聚焦效果,验证改进成像算法RMA的有效性。为了避免SAR图像进行多视操作所造成的影响,本文提出对SAR图像进行距离向超分辨,即对距离向进行插值,插值的倍数就是多视的倍数。为了使输入图像更接近高分辨图像,本文将双三次插值（Bicubic）之后的图像作为输入,然后利用极限学习机（ELM）对聚焦后但未进行多视的原始SAR图像进行距离向超分辨率处理,得到高分辨SAR图像。并将得到的结果与Bicubic方法和基于稀疏表征的超分辨重建方法（Sc SR）得到的结果进行比较,在肉眼观察的基础上,有原始图像的计算峰值信噪比（PSNR）,没有原始图像的计算熵值和对比度,证明ELM方法实现SAR图像距离向超分辨处理的优越性。为了进一步避免SAR图像进行多视操作所造成的影响,本文提出利用基于深度神经网络的图像超分辨方法（SRCNN）对聚焦后未进行多视的原始SAR图像进行距离向超分辨,将一开始通过ELM方法得到的SAR图像作为训练输入,原始的高分辨图像作为训练标签,利用深度卷积神经网络超分辨恢复具有高精度的特性,通过随机梯度下降法反向传播,训练网络超参数使损失降到最小,从而得到效果更为良好的SAR成像结果。与通过ELM得到的结果进行比较,证明SRCNN方法实现距离向超分辨的优越性。

关键词：合成孔径雷达成像距离徙动算法超分辨处理极限学习机 SRCNN

星载SAR舰船目标图像聚焦质量提升处理技术

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星载SAR舰船目标图像聚焦质量提升处理技术

作者：朱云飞国防科技大学

学位级别：硕士

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天候、全天时、宽幅观测的优点,是海洋监测与遥感的新型技术手段,舰船目标监测是星载SAR海洋应用的重要方向,在军事侦察、渔业管理、交通运输中具有关键作用。与机载SAR不同,星载... 详细信息

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天候、全天时、宽幅观测的优点,是海洋监测与遥感的新型技术手段,舰船目标监测是星载SAR海洋应用的重要方向,在军事侦察、渔业管理、交通运输中具有关键作用。与机载SAR不同,星载SAR的平台运动速度快、合成孔径时间短,所以机动性较弱的舰船目标在SAR图像中仍然能被聚焦在可同目标尺寸相比拟的局部范围内,这为舰船目标的检测与识别提供了便利。目前,星载SAR的标准成像处理思路是面向运动参数已知的合作目标设计距离-方位两维匹配滤波器,并利用FFT实现频域向时域的转换。这种思路适应性广、处理效率高,但对于运动参数未知的舰船目标存在两个问题:一是舰船运动使得它的多普勒历程不同于地面静止目标,从而引起方位向滤波失配并导致方位向散焦;二是傅里叶变换成像方法受到瑞利分辨率的限制,无法区分间隔不超过系统名义分辨率的散射元。论文针对这两个问题开展研究,以期提升星载SAR舰船目标的聚焦质量,为后续的目标特征提取与识别提供清晰的高分辨图像。论文首先分析了舰船SAR图像特点及其对应的几何结构,并指出了舰船目标图像可稀疏表示的特点。在舰船目标SAR图像自聚焦方面,建立了星载SAR舰船目标的几何和信号模型,根据模型分析了舰船目标的运动对信号多普勒历程的影响。在经典算法的基础上,结合多普勒参数的空变特性,设计了空变自聚焦算法,对高分三号(Gaofen-3,GF-3)SAR卫星图像的处理结果验证了算法的有效性。在完成了多普勒相位补偿的基础上,论文研究了舰船目标SAR图像超分辨率处理技术,利用回波信号的稀疏特性,构造了过完备的傅里叶字典,通过凸优化方法有效提升了图像分辨率,通过一维、二维仿真及高分三号SAR卫星图像验证了算法的有效性。

关键词：星载合成孔径雷达舰船自聚焦稀疏表示超分辨处理

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多角度毫米波SAR数据处理方法研究

上海航天（中英文） 2021年第S1期38卷 78-85页

作者：刘艳芳杨威史瑛如苏粲北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

多角度毫米波合成孔径雷达(SAR)系统是一种新体制SAR系统,它综合了毫米波SAR系统和多角度体制的优点,能够兼顾获取高分辨率和高质量SAR图像。本文对多角度毫米波SAR成像处理方法与图像处理方法进行研究,阐述了基于GPU并行处理的后向投影... 详细信息

多角度毫米波合成孔径雷达(SAR)系统是一种新体制SAR系统,它综合了毫米波SAR系统和多角度体制的优点,能够兼顾获取高分辨率和高质量SAR图像。本文对多角度毫米波SAR成像处理方法与图像处理方法进行研究,阐述了基于GPU并行处理的后向投影(BP)成像算法,给出了基于生成式对抗网络(SRGAN)的超分辨算法、基于YOLOv4和注意力机制的动目标检测算法和基于相干融合的旁瓣抑制方法,并结合真实数据分别验证其有效性。最后,对多角度毫米波SAR技术的新方法与新应用进行了总结与展望。

关键词：多角度毫米波SAR BP算法超分辨处理动目标检测旁瓣抑制

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超分辨距离-多普勒成像的动态优化方法

航空学报 1992年第12期13卷 B606-B610页

作者：殷军朱兆达南京航空学院电子工程系南京210016

提出了超分辨距离多普勒成像的动态优化方法,基本思想是利用正则化图像重建方法及动态优化算法求出雷达目标反射率的最小二乘估计。还利用FFT大大提高了动态优化算法的计算效率。用B-52飞机缩比金属模型微波暗室转台实验数据和Boeing-72... 详细信息

提出了超分辨距离多普勒成像的动态优化方法,基本思想是利用正则化图像重建方法及动态优化算法求出雷达目标反射率的最小二乘估计。还利用FFT大大提高了动态优化算法的计算效率。用B-52飞机缩比金属模型微波暗室转台实验数据和Boeing-727飞机外场实测数据进行成像的初步结果表明,采用超分辨成像方法可以获得更高的图像分辨力;或用较小的信号带宽和成像总转角,可以获得相同质量的图像。进一步研究发现,如果能充分利用成像区域中更多的先验信息,动态优化方法可望能提供更好的分辨性能。

关键词：雷达超分辨处理多普勒雷达