基于變跡濾波的SAR圖像旁瓣抑制技術

徐光耀, 樊霞良

(解放軍91336部隊, 河北 秦皇島　066326)

在SAR/ISAR成像過程中,雷達傳感器所獲得的相位歷史數據經過運動補償和距離徙動校正之后,目標的散射中心分布和SAR圖像就成為了一對傅里葉變換對(FT)。直接采用基于傅里葉變換的算法進行成像,所得到的圖像具有較高的旁瓣。常用的SAR圖像旁瓣抑制方法是通過數據域加窗來實現的,加窗處理的優點是幾乎沒有增加成像算法的復雜度和運行時間,然而加窗是對有限序列的截斷,會產生吉布斯效應(數學上,即sinc函數插值),這會導致圖像主瓣的展寬,從而降低圖像的分辨率[1]。

空間變跡濾波技術[2-5](Spatially Variant Apodization,SVA),可以看作多變跡濾波的極限形式,其通過在圖像域對每個像素點尋求最優的窗函數權值,使得輸出的圖像具有最窄的主瓣(sinc函數主瓣)和最低的旁瓣。需要特別注意的是SVA算法要求圖像的點擴展函數(Point Spread Function,PSF)必須滿足sinc核函數假設,這在實際中基本都是滿足的。

1　變跡濾波算法

1.1　雙變跡(DA)和復數雙變跡(CDA)算法

經過加窗處理后,副瓣會得到較好的抑制,但會導致主瓣的展寬(約2倍)。常見的基于余弦底座的窗函數有漢寧窗和漢明窗,漢寧窗的第一副瓣約為-31.5dB,漢明窗的第一副瓣約為-43.8dB。

通過一種非線性雙變跡(DA)處理所得到的圖像,既具有較好的主瓣分辨率,又具有較低的副瓣。具體的處理過程如下:

Step1:分別計算兩種不同窗函數得到脈沖響應函數,一種是不加窗,一種是加窗,比如漢寧窗;

Step2:在每個像素點處,選擇模值最小者作為輸出的像素值。……