专利名称：基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法
技术领域：
本发明涉及一种极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，属于遥感技术领域。
背景技术：
合成孔径雷达作为一种唯一可以全天时、全天候对地观测成像的遥感手段，在该领域具有不可替代的作用，而极化干涉合成孔径雷达(PoUnSAR)能将地物细致几何形状、 结构、指向及物质组成与相干性、高程(海拔高度)等信息结合起来，极大提升了合成孔径雷达提取与分析地物特征的能力，在遥感领域具有广阔的应用前景。目前我国经济飞速发展，城市化进程不断加快，对新兴城镇及城乡结合部地区的研究分析将帮助人们更好的认识城市化的发展趋势，为制定进一步的发展规划提供有效指导。因此利用合成孔径雷达进行城镇区域地物分析与评估具有较强应用价值与广泛应用前景。传统全极化及单极化合成孔径雷达可以实现对一些基本地物的分类与识别，但无法解决较强自然地物杂波背景下人造目标的检测与识别。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，以解决传统全极化与单极化合成孔径雷达无法实现较强自然地物杂波背景下人造目标的检测与识别的问题。本发明为解决上述问题采取的技术方案是本发明的基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，所述方法由以下步骤实现步骤一通过极化干涉合成孔径雷达系统采集图像获得待处理的图像数据，根据图像数据格式读入极化干涉合成孔径雷达图像的数据；步骤二 图像预处理对步骤一读入的极化干涉合成孔径雷达图像进行滤波、配准预处理，得到极化散射矢量；步骤三根据步骤二得到的极化散射矢量计算简化极化干涉相干矩阵的特征值及 Jordan标准型，计算基于特征值分析的相干系数，对城镇区域三种不同地物特征值及相干系数统计特性进行统计分析，具体步骤如下步骤三A 简化极化干涉相干矩阵的计算
权利要求
1.一种基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，其特征在于所述方法由以下步骤实现步骤一通过极化干涉合成孔径雷达系统采集图像获得待处理的图像数据，根据图像数据格式读入极化干涉合成孔径雷达图像的数据；步骤二 图像预处理对步骤一读入的极化干涉合成孔径雷达图像进行滤波、配准预处理，得到极化散射矢量；步骤三根据步骤二得到的极化散射矢量计算简化极化干涉相干矩阵的特征值及 Jordan标准型，计算基于特征值分析的相干系数，对城镇区域三种不同地物特征值及相干系数统计特性进行统计分析，具体步骤如下 步骤三A 简化极化干涉相干矩阵的计算
2.根据权利要求1所述的基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，其特征在于步骤三B中，所述对简化极化干涉相干矩阵进行特征值分解，相似对角化，得到特征值及基于特征值的优化相干系数，具体特征值、优化相干系数计算及矩阵相似对角化技术过程如下若简化极化干涉相干矩阵为单纯矩阵，即可进行相似对角化，利用下述公式三 十二得到所述优化相干系数号间的去相干被最小化，相干性得到优化，利用下述公式十一和十二计算出三个优化相干系数，并与简化极化干涉相干矩阵一起用于极化干涉合成孔径雷达图像数据分析与特征提取；
3.根据权利要求1所述的基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，其特征在于步骤三C中，依据步骤三B得到的特征值及优化相干系数对所选取的三种不同地物样本的特征值及相干系数的统计特性进行分析如下以上述三种不同地物样本的特征值为坐标构成特征空间或平面，统计上述三种不同地物样本点在特征空间或平面上的分布情况，分析上述三种样本在特征空间或平面中的可分性，分别统计绘制三种不同地物样本的三个相干系数分布概率密度图，通过所述三个相干系数分布概率密度图分析三种样本在该相干系数概率密度图上的差异，利用上述分析手段分析所述三种不同地物的区别，进而得到用于特征提取与目标检测的结果。其它方法步骤与具体实施方式
一相同。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，其特征在于步骤四中，所述目标检测器的设计方法如下根据步骤三C得到的用于特征提取与目标检测的结果，在特征值为坐标轴构成的特征空间上确定判决平面；利用三种不同地物样本的三个相干系数分布概率密度图设定阈值， 综合以上两种方法实现目标检测。
全文摘要
基于特征值分析的极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，本发明涉及一种极化干涉合成孔径雷达目标检测方法，以解决传统全极化与单极化合成孔径雷达无法实现较强自然地物杂波背景下地物的检测与识别问题。方法根据图像数据格式读入极化干涉合成孔径雷达图像的数据；对极化干涉合成孔径雷达图像进行预处理；利用两组极化散射矢量得到简化极化干涉相干矩阵并求解矩阵的特征值，利用相似对角化及Jordan标准型对矩阵进行简化得到优化的散射矢量基相干系数；选取不同样本分析特征值及相干系数的统计特性；利用得到的统计特性构造目标检测器进行感兴趣目标检测得到结果。本发明用于极化干涉合成孔径雷达目标检测。
文档编号G01S7/41GK102253377SQ20111010263
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者何鹏, 张腊梅, 芦达, 蔡红军, 邹斌 申请人:哈尔滨工业大学