文档介绍：上海交通大学工学硕士学位论文
合成孔径雷达图像提高分辨率技术研究
摘要
合成孔径雷达(SAR)作为一种有源微波遥感技术,具有全天候、
全天时的工作能力。它可以在不同频段和不同极化下得到目标的较高
分辨率图像,在军事应用和国民经济的各个领域中表现出巨大的潜力
和应用前景。
SAR 图像的质量是决定 SAR 应用的重要因素。而分辨率是衡量 SAR
图像质量的最重要指标之一,分辨率越高,人们从中获取的关于目标
的信息就越丰富。因此,高分辨率是 SAR 技术发展的主要目标之一,
提高 SAR 图像的分辨率已经成为 SAR 的研究重点和热点。
理论上,SAR 图像分辨率的提高,在距离向依靠发射宽带信号实
现,在方位向则依赖于合成孔径技术,然而实际获取的 SAR 图像的分
辨率还会受到多种误差因素的影响。提高 SAR 图像分辨率通常有两种
途径,一是改进和更新硬件设备,使其具备发射宽带信号和合成大孔
径能力,同时提高测量精度;二是分析 SAR 信号特征,通过建立数学
和物理模型,利用数据处理技术提高 SAR 图像的分辨率。由于改进和
更新硬件周期长、代价高且受限于技术发展,因此利用数据处理技术
提高 SAR 图像分辨率显得尤为重要。
本文通过两个途径来提高 SAR 图像分辨率。一是分析 SAR 信号特
征,提出基于频带拼接的提高 SAR 分辨率算法。该算法主要思想是将
子孔径在方位向进行带宽拼接以得到全孔径高分辨率图像。本文将这
种算法应用在斜视聚束 SAR 成像过程中。首先利用条带斜视成像算法
对各子孔径成像,再沿方位向将各孔径图像在频域内进行拼接。该算
法对 SAR 系统的约束和要求较少,有利于系统设计,并且可以扩展应
I
用到分布 SAR 系统等领域。二是从图像处理角度出发,用同一场景多
幅低分辨率图像来重建高分辨率图像。本文采用基于最大后验概率框
架超分辨率重建模型,提出用 Gauss-Markov 随机场先验模型来约束
解空间,同时融入 Gibbs 随机场,去除 Markov 随机场的限制,充分
利用了像素点间的相关信息。与传统的插值方法相比,超分辨率重建
后得到的图像信息熵更大,均方差更小,细节更加丰富,分辨率更高。
关键词: 合成孔径雷达,聚束 SAR 成像,超分辨率,MAP
II
知识水坝***@pologoogle为您整理
A Study of Resolution Enhancement Algorithms
of Synthetic Aperture Radar Image
ABSTRACT
Synthetic Aperture Radar (SAR), as one of the microwave remote
sensing technologies, can work under any weather at any time. It can get
the images of the earth surface with high resolution and with multiple
bands and multiple polarizations, so has a great prospect in both military
and civil fields, such as applications in agriculture, hydrology, geology,
forestry, oceanography, etc.
Application of SAR mainly depends on the quality of images and
resolution is one of the most important criteria to evaluate the image
quality of SAR. People could get more information about the target if the
resolution of the SAR image is much higher. So high resolution is one of
the main goals in the development of SAR and resolution enhancement
has e a key point as well as a hot topic in this field.
Theoretically, the resolution of range direction of SAR