高分辨率SAR图像质量提高技术研究

摘要

合成孔径雷达（SAR）作为一种具有全天时、全天候和穿透性工作特性的高分辨率成像雷达在各个领域都有着广泛应用。目前SAR图像分辨率不断提高，但仍存在诸多制约其应用价值的质量问题。论文围绕高分辨率SAR图像质量提高问题重点研究了SAR图像对比度增强和旁瓣抑制技术，主要内容如下：
　　论文首先分析了SAR系统成像模型。针对图像对比度增强给出了两种基于Weber定律的图像质量评估指标：Tenengrad准则和增强度准则，分别用来评估图像的结构保持特性和整体动态范围；针对旁瓣抑制问题介绍了常用的冲击响应宽度，峰值旁瓣比和积分旁瓣比三个旁瓣性能指标。这些指标为对比度增强和旁瓣抑制技术的研究提供算法有效性的评估。
　　研究了SAR图像对比度增强技术。分析了常用的图像对比度增强方法，指出这些方法存在的不足之处。然后研究了基于模糊理论的SAR图像对比度增强方法，针对该方法对SAR图像适应性不够的缺陷，提出了自适应越渡点的SAR图像模糊对比度增强算法，该算法利用SAR图像灰度直方图的分布特性，计算自适应的越渡点和模糊对比度增强操作数来实现自适应对比度增强。多组实测数据和多种增强方法的对比实验，验证了算法的有效性。
　　研究了SAR图像旁瓣抑制技术。从成像原理分析了SAR图像产生旁瓣干扰的原因。研究了SVA旁瓣抑制方法，并在此基础上提出了归一化窗SVA旁瓣抑制方法。该方法将原SVA方法中的加权函数归一化，然后推导最优参数的求解。多组仿真和实测数据的实验验证了改进方法在旁瓣抑制性能上的提升。论文最后分析了非线性旁瓣抑制方法处理后的SAR图像旁瓣性能指标计算的结果与实际情况不符的现象。得出了非线性旁瓣抑制方法处理后的数据频谱会展宽的结论。当信号频谱展宽程度大于过采样率时，处理后的数据不再满足Nyquist采样定律，不能使用DFT补零插值来计算旁瓣指标。实验还得出了当原始数据过采样率大于1.76时，谱变形旁瓣处理后的数据仍满足Nyquist采样定律的结论。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2研究现状

1.3主要工作概述

第二章 SAR成像基础和质量评估

2.1引言

2.2 SAR成像基础

2.3 SAR图像质量评估指标

2.4本章小结

第三章 自适应越渡点的SAR图像模糊对比度增强算法

3.1引言

3.2常用对比度增强方法

3.3自适应越渡点的SAR图像模糊对比度增强算法

3.4实验结果及分析

3.5本章小结

第四章 SAR图像旁瓣抑制技术研究

4.1引言

4.2合成孔径雷达旁瓣形成机理

4.3归一化窗SVA旁瓣抑制方法

4.4 SAR图像旁瓣抑制处理对信号频谱的影响

4.5 SAR图像旁瓣性能评估

4.6本章小结

第五章 结论与展望

5.1主要工作

5.2存在的问题和展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

附录A 归一化窗SVA最优参数求解