SAR微波视觉成像的获取方法、装置、计算机设备

本发明涉及视觉成像，具体而言，涉及一种sar微波视觉成像的获取方法。

背景技术：

1、合成孔径雷达sar(synthetic aperture radar)三维成像技术可以消除目标和地形在二维图像上产生的严重混叠，显著提升目标的发现、识别和三维建模能力。sar微波视觉成像是由sar三维成像技术发展而来的，sar sar微波视觉成像是在现有sar三维成像几何物理信息的基础上，充分挖掘sar回波的散射机制和图像的视觉语义信息，增加三维成像的可用信息量，从而降低对观测次数的要求，最终实现高效能、低成本的三维成像。

2、目前，通过反演方法获取sar微波视觉成像，而反演方法的主要是获取目标的位置信息，并未考虑空间语义信息，因此通过反演方法得到的sar微波视觉成像的成像质量差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种sar微波视觉成像的获取方法、装置、电子设备及存储介质，能够提高sar微波视觉成像的成像质量。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种sar微波视觉成像模型的获取方法，所述方法包括：

3、获取合成孔径雷达sar二维信号影像，通过所述sar二维信号影像提取空间语义参数；

4、通过所述空间语义参数获取电磁散射特性参数；

5、将所述电磁散射特性参数输入到sar微波视觉成像模型，得到所述sar二维信号影像对应的sar预测回波信号；

6、根据所述sar二维信号影像对应的sar预测回波信号、sar真实回波信号计算损失值；

7、在所损失值满足预置条件时，停止对所述sar微波视觉成像模型的训练；

8、基于训练好的sar微波视觉成像模型获取sar微波视觉成像。

9、在一种可能的实施方式中，所述通过所述空间语义参数获取电磁散射特性参数，包括：

10、通过所述空间语义参数以及所有sar二维信号影像中属于同一个像素点组成的向量，预测得到回波图像中每个像素点的电磁散射特性参数。

11、在一种可能的实施方式中，通过所述空间语义参数以及所有sar二维信号影像中属于同一个像素点组成的向量，预测得到回波图像中每个像素点的电磁散射特性参数，包括：

12、通过下述公式预测得到回波图像中每个像素点的所述电磁散射特性参数：

13、

14、其中，θj为第j个电磁散射特性参数，可自定义电磁散射特性参数为3-5个，即一般为[θ1，θ2，θ3]或[θ1，θ2，θ3，θ4]或[θ1，θ2，θ3，θ4，θ5]，θj初始值为所述空间语义参数，yn(k)为n幅sar二维信号影像中每第k个像素点组成的向量，an×m表示由三维成像几何模型所确定的导向矩阵，m为自定义值，xm(θ1,θ2,…)表示在第三维信号下的电磁散射特性参数。

15、在一种可能的实施方式中，根据所述sar二维信号影像对应的sar预测回波信号、sar真实回波信号计算损失值，包括：

16、通过下述公式计算所述损失值

17、

18、其中，sn为第n个二维信号影像对应的sar真实回波信号，为根据所有预测得到的像素点的电磁散射特性参数确定的sar预测回波信号。

19、在一种可能的实施方式中，所述导向矩阵an×m通过下述公式表示：

20、

21、其中，s0,s1,...,sm-1为斜距垂向离散化后的值；j为复数；

22、αi表示第i个相位中心si的基线倾角；bi表示参考相位中心s0到第i个相位中心si的距离。

23、在一种可能的实施方式中，所述电磁散射特性参数包括：电磁散射特性的频率依赖因子、分布式散射体的长度和方位、后向散射系数、散射体的空间位置以及散射体在四种极化方式下的幅度。

24、在一种可能的实施方式中，所述散射体在四种极化方式包括：水平发射水平接收hh极化、垂直发射垂直接收vv极化、水平发射垂直接收hv极化及垂直发射水平接收vh极化。

25、第二方面，本申请实施例还提供了一种sar微波视觉成像的获取装置，所述sar微波视觉成像的获取装置包括：

26、第一获取模块，用于获取合成孔径雷达sar二维信号影像，通过所述sar二维信号影像提取空间语义参数；

27、第二获取模块，通过所述空间语义参数获取电磁散射特性参数；

28、输入模块，将所述电磁散射特性参数输入到sar微波视觉成像模型，得到所述sar二维信号影像对应的sar预测回波信号；

29、计算模块，根据所述sar二维信号影像对应的sar预测回波信号、sar真实回波信号计算损失值；

30、停止训练模块，在所损失值满足预置条件时，停止对所述sar微波视觉成像模型的训练。

31、第三获取模块，基于训练好的sar微波视觉成像模型获取sar微波视觉成像。

32、第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如第一方面任一项所述的sar微波视觉成像模型的获取方法。

33、第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面任一项所述的sar微波视觉成像模型的获取方法。

34、本申请提供了一种sar微波视觉成像的获取方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，获取合成孔径雷达sar二维信号影像，通过所述sar二维信号影像提取空间语义参数；通过所述空间语义参数获取电磁散射特性参数；将所述电磁散射特性参数输入到sar微波视觉成像模型，得到所述sar二维信号影像对应的sar预测回波信号；根据所述sar二维信号影像对应的sar预测回波信号、sar真实回波信号计算损失值；在所损失值满足预置条件时，停止对所述sar微波视觉成像模型的训练；基于训练好的sar微波视觉成像模型获取sar微波视觉成像。相对于现有技术中通过反演方法获取sar微波视觉成像，本申请基于电磁散射特性参数对sar微波视觉成像模型进行训练，因此基于训练好的sar微波视觉成像模型可提高sar微波视觉成像的成像质量。

技术特征：

1.一种sar微波视觉成像的获取方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的sar微波视觉成像的获取方法，其特征在于，所述通过所述空间语义参数获取电磁散射特性参数，包括：

3.根据权利要求1所述的sar微波视觉成像的获取方法，其特征在于，通过所述空间语义参数以及所有sar二维信号影像中属于同一个像素点组成的向量，预测得到回波图像中每个像素点的所述电磁散射特性参数，包括：

4.根据权利要求3所述的sar微波视觉成像的获取方法，其特征在于，根据所述sar二维信号影像对应的sar预测回波信号、sar真实回波信号计算损失值，包括：

5.根据权利要求3所述的sar微波视觉成像的获取方法，其特征在于，所述导向矩阵an×m通过下述公式表示：

6.根据权利要求1-5任一项所述的sar微波视觉成像的获取方法，其特征在于，所述电磁散射特性参数包括：电磁散射特性的频率依赖因子、分布式散射体的长度和方位、后向散射系数、散射体的空间位置以及散射体在四种极化方式下的幅度。

7.根据权利要求6所述的sar微波视觉成像的获取方法，其特征在于，所述散射体在四种极化方式包括：水平发射水平接收hh极化、垂直发射垂直接收vv极化、水平发射垂直接收hv极化及垂直发射水平接收vh极化。

8.一种sar微波视觉成像的获取装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至7任一项所述的sar微波视觉成像模型的训练方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一项所述的sar微波视觉成像模型的获取方法。

技术总结
本申请提供了一种SAR微波视觉成像的获取方法、装置、计算机设备，涉及视觉成像技术领域，包括：获取合成孔径雷达SAR二维信号影像，通过所述SAR二维信号影像提取空间语义参数；通过所述空间语义参数获取电磁散射特性参数；将所述电磁散射特性参数输入到所述SAR微波视觉成像模型，得到所述SAR二维信号影像对应的SAR预测回波信号；根据所述SAR二维信号影像对应的SAR预测回波信号、SAR真实回波信号计算损失值；在所损失值满足预置条件时，停止对所述SAR微波视觉成像模型的训练；基于训练好的SAR微波视觉成像模型获取SAR微波视觉成像。通过本申请的方式，能够提高SAR微波视觉成像质量。

技术研发人员：刘慧,董振阳,史洪印,黎芳
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14