一种合成孔径雷达图像仿真的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种合成孔径雷达图像仿真的方法及系统，所述方法包括：根据实测图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差；当输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏度下的输出图像；或者，根据仿真图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差；当输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏度下的输出图像。
【专利说明】一种合成孔径雷达图像仿真的方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及合成孔径雷达（SAR，Synthetic Aperture Radar)成像【技术领域】，尤其 涉及一种SAR图像仿真的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现相关技术中存在 如下技术问题：
[0003] 星载极化SAR系统的设计包括频率选择、轨道参数、几何参数、雷达参数等技术， 而雷达参数是星载SAR系统设计中的关键参数之一。在雷达参数中系统灵敏度（NE 〇°)又 称为噪声等效后向散射系数，是衡量雷达对弱目标成像能力的指标。ΝΕ σ °与SAR成像质量 密切相关。不同ΝΕ 〇 °下的雷达图像效果及ΝΕ。°的设计是否满足应用需求是SAR及极化 SAR系统设计工作者十分关心的。
[0004] 在现有的SAR图像仿真技术中，往往给定一个指定的系统灵敏度，在系统仿真时， 所输出的SAR图像的仿真结果的实际系统灵敏度与设计人员给定的系统灵敏度具有一定 的出入，从而造成SAR的成像能力受一定的影响，使得设计人员得到SAR图像仿真结果常常 不是所想要的指定系统灵敏度下的仿真图像。
【发明内容】
[0005] 为解决现有存在的上述问题，本发明实施例期望提供一种SAR图像仿真的方法及 系统，使得SAR图像仿真结果为指定系统灵敏度下的仿真图像。
[0006] 为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
[0007] 本发明实施例提供一种合成孔径雷达图像仿真的方法，所述方法包括：根据实测 图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差；当输出图像时，利用所述图像噪声能量差 得到指定系统灵敏度下的输出图像；或者，根据仿真图像获取指定系统灵敏度下的图像噪 声能量差；当输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏度下的输出图像。
[0008] 上述方案中，所述根据实测图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差包括： 选择与待仿真合成孔径雷达系统的系统参数一致的实测图像；根据所述系统参数确定所述 实测图像的系统灵敏度；根据所述实测图像统计所述实测图像的噪声能量；根据所述实测 图像的系统灵敏度与所述实测图像的噪声能量确定所述图像噪声能量差。
[0009] 上述方案中，所述根据所述实测图像的系统灵敏度与所述实测图像的噪声能量确 定所述图像噪声能量差包括：根据所述实测图像的系统灵敏度、所述实测图像的噪声能量 得到目标功率与目标后向散射系数之比；通过所述指定系统灵敏度、所述目标功率与目标 后向散射系数之比确定得到指定系统灵敏度下的噪声能量；根据所述指定系统灵敏度下噪 声能量、所述实测图像的噪声能量确定所述图像噪声能量差。
[0010] 上述方案中，所述根据待仿真图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量包括： 获取所述仿真图像的目标后向散射系数和目标功率；根据所述目标后向散射系数、所述目 标功率、所述指定系统灵敏度得到指定系统灵敏度下的图像噪声能量差。
[0011] 上述方案中，所述利用所述图像噪声能量差得到系统灵敏度下的输出图像包括： 将所述图像噪声能量差以正太分布噪声的形式加入到实测或仿真图像单视复数据的实部、 虚部，得到指定系统灵敏度下的输出图像。
[0012] 本发明实施例还提供一种合成孔径雷达图像仿真的系统，所述系统包括：噪声能 量获取单元、图像输出单元；其中，所述噪声能量获取单元，用于根据实测图像获取指定系 统灵敏度下的图像噪声能量差；或者，根据仿真图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能 量差；所述图像输出单元，用于当输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏 度下的输出图像。
[0013] 上述方案中，所述噪声能量获取单元，包括：选择子单元、确定子单元、统计子单 元、噪声能量差确定子单元；其中，所述选择子单元，用于选择与待仿真合成孔径雷达系统 的系统参数一致的实测图像；所述确定子单元，用于根据所述系统参数确定所述实测图像 的系统灵敏度；所述统计子单元，用于根据所述实测图像统计所述实测图像的噪声能量； 所述噪声能量差确定子单元，用于根据所述实测图像的系统灵敏度与所述实测图像的噪声 能量确定需加入到实测图像的噪声能量差。
[0014] 上述方案中，所述噪声能量差确定单元，具体用于根据所述实测图像的系统灵敏 度、所述实测图像的噪声能量得到目标功率与目标后向散射系数之比；通过所述指定系统 灵敏度、所述目标功率与目标后向散射系数之比确定得到指定系统灵敏度下的噪声能量； 根据所述指定系统灵敏度下的噪声能量、所述实测图像的噪声能量确定待加入到实测图像 的噪声能量差。
[0015] 上述方案中，所述噪声能量获取单元包括：获取子单元、噪声能量确定子单元；其 中，所述获取子单元，用于获取所述仿真图像的目标后向散射系数和目标功率；所述噪声能 量确定子单元，用于根据所述目标后向散射系数、所述目标功率、所述指定系统灵敏度得到 指定系统灵敏度下的图像噪声能量差。上述方案中，所述图像输出单元，具体用于当输出图 像时，将所述图像噪声能量差以正太分布噪声的形式加入到实测或仿真单视复图像数据的 实部、虚部，得到指定系统灵敏度下的输出图像。
[0016] 本发明实施例提供的一种SAR图像仿真的方法，根据实测图像获取指定系统灵敏 度下的图像噪声能量差，当输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到系统灵敏度的输出 图像；或者，根据仿真图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差；当输出图像时，利用 所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏度下的输出图像；由此，使得SAR图像仿真结果为 指定系统灵敏度下的仿真图像，解决了 SAR图像仿真结果的实际系统灵敏度与要求的系统 灵敏度不一致的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为本发明实施例提供的一种SAR图像仿真的方法的流程示意图；
[0018] 图2为本发明实施例提供的另一种SAR图像仿真的方法的流程示意图；
[0019] 图3为本发明实施例提供的基于实测SAR图像仿真指定系统灵敏度对应的SAR图 像的流程示意图；
[0020] 图4为本发明实施例提供的基于仿真图像仿真指定系统灵敏度对应的SAR图像的 流程示意图；
[0021] 图5为一具体的实测图像；
[0022] 图6为基于图5所示的实测图像仿真的指定系统灵敏度为-30dB下的输出图像；
[0023] 图7为本发明实施例提供的一种SAR图像仿真的系统。
【具体实施方式】
[0024] 在本发明实施例中，根据实测图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差，当 输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏度下的输出图像；或者，根据仿真 图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差，当输出图像时，利用所述图像噪声能量差 得到指定系统灵敏度下的输出图像。
[0025] 在本发明实施例中，得到指定系统灵敏度下的图像噪声能量差分为两种情况：
[0026] 情况1，基于实测图像输出待仿真系统的图像；
[0027] 情况2,基于仿真图像输出待仿真系统的图像。
[0028] 在对本发明实施例的方案进行进一步说明之前，对系统灵敏度系数进行说明。
[0029] 在雷达参数中，系统灵敏度为噪声等效后向散射系数，与SAR成像质量密切相关， 是衡量雷达对弱目标成像能力的指标。
[0030] 系统灵敏度的定义如下：
【权利要求】
1. 一种合成孔径雷达图像仿真的方法，其特征在于，所述方法包括： 根据实测图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差； 当输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏度下的输出图像； 或者， 根据仿真图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差； 当输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏度下的输出图像。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据实测图像获取指定系统灵敏度 下的图像噪声能量差包括： 选择与待仿真合成孔径雷达系统的系统参数一致的实测图像； 根据所述系统参数确定所述实测图像的系统灵敏度； 根据所述实测图像统计所述实测图像的噪声能量； 根据所述实测图像的系统灵敏度与所述实测图像的噪声能量确定所述图像噪声能量 差。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实测图像的系统灵敏度与 所述实测图像的噪声能量确定所述图像噪声能量差包括： 根据所述实测图像的系统灵敏度、所述实测图像的噪声能量得到目标功率与目标后向 散射系数之比； 通过所述指定系统灵敏度、所述目标功率与目标后向散射系数之比确定得到指定系统 灵敏度下的噪声能量； 根据所述指定系统灵敏度下噪声能量、所述实测图像的噪声能量确定所述图像噪声能 量差。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据待仿真图像获取指定系统灵敏 度下的图像噪声能量包括： 获取所述仿真图像的目标后向散射系数和目标功率； 根据所述目标后向散射系数、所述目标功率、所述指定系统灵敏度得到指定系统灵敏 度下的图像噪声能量差。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述图像噪声能 量差得到系统灵敏度下的输出图像包括：将所述图像噪声能量差以正太分布噪声的形式加 入到实测或仿真图像单视复数据的实部、虚部，得到指定系统灵敏度下的输出图像。
6. -种合成孔径雷达图像仿真的系统，其特征在于，所述系统包括：噪声能量获取单 元、图像输出单元；其中， 所述噪声能量获取单元，用于根据实测图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量 差；或者，根据仿真图像获取指定系统灵敏度下的图像噪声能量差； 所述图像输出单元，用于当输出图像时，利用所述图像噪声能量差得到指定系统灵敏 度下的输出图像。
7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述噪声能量获取单元，包括：选择子单 元、确定子单元、统计子单元、噪声能量差确定子单元；其中， 所述选择子单元，用于选择与待仿真合成孔径雷达系统的系统参数一致的实测图像； 所述确定子单元，用于根据所述系统参数确定所述实测图像的系统灵敏度； 所述统计子单元，用于根据所述实测图像统计所述实测图像的噪声能量； 所述噪声能量差确定子单元，用于根据所述实测图像的系统灵敏度与所述实测图像的 噪声能量确定需加入到实测图像的噪声能量差。
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述噪声能量差确定单元，具体用于根据 所述实测图像的系统灵敏度、所述实测图像的噪声能量得到目标功率与目标后向散射系数 之比； 通过所述指定系统灵敏度、所述目标功率与目标后向散射系数之比确定得到指定系统 灵敏度下的噪声能量； 根据所述指定系统灵敏度下的噪声能量、所述实测图像的噪声能量确定待加入到实测 图像的噪声能量差。
9. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述噪声能量获取单元包括：获取子单 元、噪声能量确定子单元；其中， 所述获取子单元，用于获取所述仿真图像的目标后向散射系数和目标功率； 所述噪声能量确定子单元，用于根据所述目标后向散射系数、所述目标功率、所述指定 系统灵敏度得到指定系统灵敏度下的图像噪声能量差。
10. 根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述图像输出单元，具体用 于当输出图像时，将所述图像噪声能量差以正太分布噪声的形式加入到实测或仿真单视复 图像数据的实部、虚部，得到指定系统灵敏度下的输出图像。
【文档编号】G01S13/90GK104049243SQ201410261722
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】刘秀清, 邓云凯, 王宇, 李世强, 齐向阳, 陆萍萍 申请人:中国科学院电子学研究所