视频SAR成像与动目标阴影检测技术

发布时间：2021-09-01 02:27

　　视频合成孔径雷达（SAR）技术将观测场景的动态信息以视频方式呈现出来,其高帧率成像特性有利于实现对地面机动目标的实时探测。视频SAR信号处理关键技术主要包括高帧率成像处理算法和运动目标检测技术等。该文对视频SAR成像处理进行了探讨,给出了两种典型视频SAR成像处理仿真数据结果,详细分析了视频SAR阴影形成机理和对动目标检测性能的影响,并将基于机器学习的视频SAR阴影目标检测技术与经典处理方法在实际数据上进行了验证对比。 

【文章来源】：雷达学报. 2020,9(02)北大核心CSCD

【文章页数】：14 页

【部分图文】：

视频SAR成像处理中孔径划分示意图

在视频SAR中，极高的工作频率使运动目标回波的多普勒调制对目标运动极为敏感，很小的运动也会导致目标像发生很大偏移和散焦，从而在图像序列中留下能够反映真实位置及状态信息的阴影。一方面，动目标产生的阴影与其背景区域的对比度及阴影强度沿运动方向的梯度信息与目标速度有密切关系。另一方面，由于单帧图像的合成孔径时间较短，动态阴影亦反映了运动目标在场景中的瞬时位置。利用视频SAR中的动态阴影进行动目标检测是SAR运动目标检测的新途径。该技术与传统基于多普勒处理的技术联合应用，可较大程度扩展动目标可检测速度范围并提高稳健性。图3 第20帧SAR图像及其局部放大图

图2 第10帧SAR图像及其局部放大图视频SAR中的动目标阴影产生受到多种因素的影响。一方面，阴影的检测基于一定背景杂波和噪声条件下，如果背景杂波较弱或阴影区域噪声较强，则很难从背景杂波区域提取出阴影。需要指出，如果目标的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)弱于噪声等效后向散射系数时，动目标难以产生阴影。因此，视频SAR系统一般要求较高的系统灵敏度。另一方面，当运动目标速度较慢时目标像可能被有效积累起来，因而不能形成阴影，又或者当运动目标速度过快时，目标可能迅速驶过一片区域，导致大部分地物杂波被相干积累，导致产生的阴影不够明显，这些情况均会导致最终检测失效。此外，运动目标的像也可能发生散焦和混叠并使弥散的能量覆盖在阴影区域从而影响检测性能。


本文编号：3376097