基于似然估计的多极化相干变化检测方法技术

本公开提供一种基于似然估计的多极化相干变化检测方法，包括：对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行聚焦成像处理，得到第一图像对；对第一图像对进行干涉配准，得到第二图像对；对第二图像对进行干涉相干性估计，得到相干变化统计量矢量；比较相干变化统计量矢量与区域分割阈值的大小，得到多极化相干变化统计量，其中，区域分割阈值用于分割相干变化统计量矢量中的变化区域与未变化区域。本公开的检测方法具备精确反映目标相干变化、漏警率更低、变化信息更全面、检测性能更好等显著优势。显著优势。显著优势。

【技术实现步骤摘要】
基于似然估计的多极化相干变化检测方法


[0001]本公开涉及合成孔径雷达
，尤其涉及一种基于似然估计的多极化相干变化检测方法。

技术介绍

[0002]合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种二维成像雷达，通过借助平台运动在空间等效合成一个大天线，实现对观测场景的高分辨率成像。干涉合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar Interferometry，InSAR)将干涉测量技术和SAR技术相结合，利用对目标观测视角的差异，通过提取干涉相位信息以提取运动目标速度、地表形变、地面微小变化以及地表高程信息。SAR是一种相干成像系统，不仅能够获取目标的幅度信息，而且能够获取目标的相位信息。相位信息包含了观测区域更加精细的特征，可用来检测观测场景中潜在发生的变化信息。
[0003]传统的检测方法由于只利用了目标的单一极化信息，使得最终的检测结果存在严重的虚警，不能全面的反映场景中真实的变化信息，较大程度影响了变化检测的性能。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]针对现有的技术问题，本公开提供一种基于似然估计的多极化相干变化检测方法，用于至少部分解决以上技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本公开提供一种基于似然估计的多极化相干变化检测方法，包括：对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行聚焦成像处理，得到第一图像对；对第一图像对进行干涉配准，得到第二图像对；对第二图像对进行干涉相干性估计，得到相干变化统计量矢量；比较相干变化统计量矢量与区域分割阈值的大小，得到多极化相干变化统计量，其中，区域分割阈值用于分割相干变化统计量矢量中的变化区域与未变化区域。
[0008]可选地，对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行聚焦成像处理，得到第一图像对包括：利用外部数字高程模型数据和定位定姿系统数据对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行运动补偿和多普勒滤波，得到第一图像对。
[0009]可选地，运动补偿包括平台误差补偿和残余误差补偿。
[0010]可选地，第一图像对包括第一通道图像和第二通道图像，对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行多普勒滤波包括：分别估计第一通道图像和第二通道图像的多普勒中心频率，得到第一多普勒中心频率和第二多普勒中心频率；根据第一多普勒中心频率和第二多普勒中心频率，得到相同多普勒中心频率；利用相同多普勒中心频率对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行多普勒滤波。
[0011]可选地，第一图像对包括第一通道图像和第二通道图像，对第一图像对进行干涉配准包括：对第一通道图像和第二通道图像的偏移量进行粗配准；根据最大相干性准则分
别在第一通道图像和第二通道图像中搜索同名点；采用二阶或者三阶多项式建立偏移量与坐标之间的映射关系；根据同名点和映射关系，对第一图像对进行干涉配准。
[0012]可选地，对第一图像对进行干涉配准还包括：对第二通道图像进行重采样；根据重采样的第二通道图像和第一图像对的干涉配准结果，进行多次迭代配准。
[0013]可选地，对第二图像对进行干涉相干性估计，得到相干变化统计量矢量包括：分别估计每一种极化条件下的第二图像对的相干性估计值，其中极化条件包括发射水平极化，发射垂直极化，接收水平极化和接收垂直极化；根据各相干性估计值构建相干变化统计量矢量。
[0014]可选地，对第二图像对进行干涉相干性估计，得到相干变化统计量矢量还包括：分别获取第一通道图像和第二通道图像中各通道间的相干变化统计量矢量；根据各通道间的相干变化统计量矢量判断图像中目标的散射机制；根据散射机制对目标进行分类。
[0015]可选地，基于似然估计的多极化相干变化检测方法还包括：对第一图像对进行辐射校正以及辐射定标。
[0016]可选地，干涉配准的精度大于等于1/8像素。
[0017](三)有益效果
[0018]本公开提供一种基于似然估计的多极化相干变化检测方法，在SAR系统多极化观测模式下，通过获取观测场景的重复轨道多极化干涉SAR数据，以及对聚焦得到的多极化SAR图像对进行干涉配准与相干性估计操作，构建能够更加全面反映目标区域变化信息的相干变化统计量矢量，可以在一定程度上降低目标区域的漏警率。最后根据似然估计原理，得到最终的多极化相干变化统计量，相比于单一极化的相干变化统计量，增加了极化散射信息，能够更加准确地表征目标的相干变化信息。因此，本公开相比于传统单一极化的相干变化检测方法具备更低的漏警率、变化信息更全面、检测性能更好等优势。
附图说明
[0019]通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0020]图1示意性示出了根据本公开实施例的基于似然估计的多极化相干变化检测方法流程图；
[0021]图2示意性示出了根据本公开具体实施例的基于似然估计的多极化相干变化检测方法流程图；
[0022]图3示意性示出了根据本公开实施例的重轨干涉测量图；
[0023]图4示意性示出了根据本公开实施例的重轨非平行航迹观测图。
具体实施方式
[0024]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0025]需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。说明书中示例的各个实施例中的技术特征在无冲突的前提下可以进行自由组合形成新的方案，另外每个权利要求可以单独作为一个实施例或者各个权利要求中的技术特征可以进行
组合作为新的实施例，且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中未绘示或描述的元件或实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。
[0026]除非存在技术障碍或矛盾，本公开的上述各种实施方式可以自由组合以形成另外的实施例，这些另外的实施例均在本公开的保护范围中。
[0027]虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。附图中的尺寸比例仅仅是示意性的，并不能理解为对本公开的限制。
[0028]虽然本公开总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体公开构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本公开的范围以权利要求和它们的等同物限定。
[0029]图1示意性示出了根据本公开实施例的基于似然估计的多极化相干变化检测方法流程图。
[0030]根据本公开的实施例，如图1所示，基于似然估计的多极化相干变化检测方法例如包括：
[0031]S110，对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于似然估计的多极化相干变化检测方法，其特征在于，包括：对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行聚焦成像处理，得到第一图像对；对所述第一图像对进行干涉配准，得到第二图像对；对所述第二图像对进行干涉相干性估计，得到相干变化统计量矢量；比较所述相干变化统计量矢量与所述区域分割阈值的大小，得到多极化相干变化统计量，其中，所述区域分割阈值用于分割所述相干变化统计量矢量中的变化区域与未变化区域。2.根据权利要求1所述的基于似然估计的多极化相干变化检测方法，其特征在于，所述对重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行聚焦成像处理，得到第一图像对包括：利用外部数字高程模型数据和定位定姿系统数据对所述重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行运动补偿和多普勒滤波，得到所述第一图像对。3.根据权利要求2所述的基于似然估计的多极化相干变化检测方法，其特征在于，所述运动补偿包括平台误差补偿和残余误差补偿。4.根据权利要求2所述的基于似然估计的多极化相干变化检测方法，其特征在于，所述第一图像对包括第一通道图像和第二通道图像，对所述重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行多普勒滤波包括：分别估计所述第一通道图像和所述第二通道图像的多普勒中心频率，得到第一多普勒中心频率和第二多普勒中心频率；根据所述第一多普勒中心频率和所述第二多普勒中心频率，得到相同多普勒中心频率；利用所述相同多普勒中心频率对所述重复轨道多极化干涉合成孔径雷达回波数据进行多普勒滤波。5.根据权利要求1所述的基于似然估计的多极化相干变化检测方法，其特征在于，所述第一图像对包括第一通道图像和第二通道图像，所述对所述第一图像对进行干涉配准包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪丙南，王钟斌，周良将，向茂生，丁赤飚，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：