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极化SAR图像配准与相干变化检测方法研究

作　者: 曾晓燕
导　师: 杨建宇
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 极化合成孔径雷达(极化SAR) 图像配准 相干变化检测 N-P自适应判别 目标进入或离去
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


极化合成孔径雷达(极化SAR)可在不同的收发极化组合状态下实现对地成像,能够获取比传统单极化SAR更加丰富的目标极化散射信息。相干变化检测(CCD)利用不同时期的两幅或多幅极化SAR图像提供的不同极化收发组合下同一地理位置的地物信息,实现地物性状变化信息和目标进入或离去的自动检测。极化SAR相干变化检测在灾害评估、社会经济发展以及军事等领域都有着广泛的应用前景。本论文研究了极化SAR相干变化检测的图像配准、微弱目标检测、检测后目标的进入和离去自动判别等问题,主要工作如下:1、针对相干变化检测的实现条件问题,根据相干变化对两幅极化图像相干性的要求,导出了参考数据和目标检测极化数据录取过程中载机平台飞行的几何约束条件。2、针对相干变化检测中的两幅图像匹配问题,提出了一种基于极化矢量幅值和相位综合互信息的相似测度配准方法,能够改善图像配准精度。3、通过对相干系数分布模型中未知参数最佳逼近参数估计,建立了精确的相干系数概率分布模型。4、针对低信噪比条件下相干变化检测问题,提出了一种基于检测概率的纽曼-皮尔逊准则的相干变化检测改进算法,能够有效增强低信噪比情况下检测算法的稳健性。5、针对目标的进入或离去的自动判别问题,引入了基于SAR图像特性的自相干系数的判别方法,比现有方法具有更加稳健和准确的判别效果。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 研究背景和意义  10-13
  1.2 国内外研究动态  13-17
  1.3 论文的主要工作  17-19
第二章 极化SAR 成像综述  19-36
  2.1 极化合成孔径雷达的概念及国内外发展动态  19-22
    2.1.1 极化SAR 的概念  19-20
    2.1.2 极化SAR 的国内外发展动态  20-22
  2.2 极化SAR 的基础理论  22-31
    2.2.1 极化矢量的表征形式  22-25
    2.2.2 极化散射特性描述矩阵  25-30
    2.2.3 极化合成技术  30-31
  2.3 极化数据录取的几何约束条件  31-35
    2.3.1 入射余角约束条件  32-33
    2.3.2 方位角约束条件  33
    2.3.3 斜距约束条件  33-34
    2.3.4 斜视角约束条件  34-35
    2.3.5 俯仰角约束条件  35
  2.4 本章小结  35-36
第三章 极化SAR 图像配准方法  36-59
  3.1 极化SAR 图像匹配概述  36-40
    3.1.1 极化SAR 图像配准的概念  36-37
    3.1.2 极化SAR 图像的变换模型  37-40
  3.2 图像匹配的一般方法  40-46
    3.2.1 基于灰度的图像配准方法  41-43
    3.2.2 基于变换域的图像配准方法  43-45
    3.2.3 基于特征的图像配准方法  45-46
  3.3 极化SAR 图像匹配的改进方法  46-52
    3.3.1 Mallat 小波分解图像  47-48
    3.3.2 极化信息幅度与相位的互信息最大相似测度  48-50
    3.3.3 弹性TPS 插值算法  50-52
  3.4 实验结果及分析  52-57
    3.4.1 幅度互信息和相位互信息的仿真分析  52-55
    3.4.2 基于幅值和相位互信息相似测度的配准实例  55-57
  3.5 本章小结  57-59
第四章 极化SAR 相干变化检测  59-84
  4.1 相干变化检测的基础理论  59-64
    4.1.1 相干变化检测算法理论  59-64
    4.1.2 相干系数估计性能分析  64
  4.2 基于N-P 自适应判决准则的CCD 算法  64-73
    4.2.1 相干系数分布特性分析  64-65
    4.2.2 相干系数概率分布建模方法  65-67
    4.2.3 基于相干系数分布的N-P 自适应判决准则  67-68
    4.2.4 算法性能分析  68-73
  4.3 相干变化检测后的自适应判别  73-83
    4.3.1 基于协方差的常用判别算法及其性能分析  74
    4.3.2 基于自相干系数的判别算法及其性能分析  74-77
    4.3.3 仿真结果及分析  77-83
  4.4 本章小结  83-84
第五章 总结与展望  84-86
  5.1 工作总结  84-85
  5.2 工作展望  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-90
在学期间的研究成果  90
在研期间参与的项目  90
个人简历  90-91

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 数据、图像处理及录取
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