基于壓縮感知和正則化的ISAR圖像增強(qiáng)方法研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)（Inverse Synthetic Aperture Radar，ISAR）成像能夠獲得非合作目標(biāo)的高分辨率圖像，在軍事和民用領(lǐng)域均獲得了廣泛的應(yīng)用，隨著ISAR觀測距離越來越遠(yuǎn)以及目標(biāo)的運(yùn)動形式越來越復(fù)雜，ISAR成像難度加大且得到的圖像信噪比普遍較低，為了更好地從 ISAR圖像中提取目標(biāo)的有效特征信息，有必要針對 ISAR圖像的稀疏性等特點(diǎn)研究有效的圖像增強(qiáng)方法。
　　ISAR圖像增強(qiáng)的主要目的是為了改善圖像的

2、視覺效果，為后續(xù)的目標(biāo)特征提取、圖像分割和目標(biāo)識別等提供基礎(chǔ)，本文首先介紹了ISAR成像和雷達(dá)圖像增強(qiáng)技術(shù)的研究進(jìn)展，接著系統(tǒng)介紹了逆合成孔徑雷達(dá)成像的基本原理，并給出了仿真結(jié)果，然后針對ISAR圖像稀疏性的特點(diǎn)，詳細(xì)論述了基于壓縮感知的ISAR圖像增強(qiáng)方法，接著論述了基于正則化方法的ISAR圖像增強(qiáng)方法，并給出了實(shí)測數(shù)據(jù)處理結(jié)果，最后對整篇論文進(jìn)行了總結(jié)和展望，具體做的工作如下：
　?。?）第一章介紹了本文的研究背景與研究意義，

3、總結(jié)了 ISAR成像和雷達(dá)圖像增強(qiáng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。
　?。?）第二章系統(tǒng)論述了 ISAR成像的原理與方法。首先利用轉(zhuǎn)臺模型分析了ISAR目標(biāo)的回波模型，給出了 ISAR成像方位向和距離向的理論分辨率計算公式，接著分析了在實(shí)際情況下，ISAR平動和轉(zhuǎn)動分量的產(chǎn)生根源，由此說明了需要對ISAR回波進(jìn)行包絡(luò)對齊和自聚焦等平動補(bǔ)償處理。在ISAR成像的相干積累時間內(nèi)，由于目標(biāo)相對雷達(dá)視線的轉(zhuǎn)動會引起目標(biāo)上散射點(diǎn)的越距離單元走動，因此，本章

4、詳細(xì)地分析了目標(biāo)轉(zhuǎn)動時散射點(diǎn)徙動的影響，并采用Keystone變換方法進(jìn)行距離徙動補(bǔ)償。最后，利用仿真數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證了上述方法的有效性。
　　（3）第三章詳細(xì)論述了基于壓縮感知的ISAR圖像增強(qiáng)技術(shù)，包括壓縮感知理論的稀疏表示、非相關(guān)測量以及信號的重構(gòu)算法等。本章首先對重構(gòu)算法中的基追蹤算法和正交匹配追蹤等算法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹；接著，論述了基于壓縮感知理論的方位向ISAR提高分辨率技術(shù)，壓縮感知可以很好地解決方位向數(shù)據(jù)缺失和短脈沖積

5、累時間（Coherent Processing Interval，CPI）情況下的ISAR高分辨率成像問題。然后，考慮到傳統(tǒng)的壓縮感知技術(shù)對噪聲非常敏感，研究了抗噪能力較強(qiáng)的改進(jìn)壓縮感知高分辨率成像與圖像增強(qiáng)方法，而且對權(quán)值對角矩陣進(jìn)行了改進(jìn)。最后，通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述算法在提高圖像分辨率和圖像增強(qiáng)方面的有效性。
　?。?）第四章詳細(xì)討論了基于正則化方法的ISAR圖像增強(qiáng)技術(shù)。正則化方法結(jié)合ISAR圖像的稀疏先驗(yàn)信息，將ISAR