[发明专利]一种基于场景块稀疏的稀疏微波成像方法

权利要求书

1.一种基于块稀疏的稀疏微波成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用成像场景的稀疏性，对场景进行稀疏观测，得到降采样率的原始回波数据；

(2)利用稀疏优化的方法，基于稀疏观测到的原始回波数据重构微波成像场景；

(3)基于场景的块稀疏性，实现快稀疏场景的稀疏重构：利用实际成像场景的分块稀疏特性，将稀疏微波成像场景在距离向和方位向分割为许多小的矩形块，分别计算这些矩形块内的所有分辨单元的后向散射系数的某种平均结果：算术平均、几何平均、以及由它们构成向量的2-范数并以此计算迭代场景重建算法中阈值。

2.根据权利要求1所述的稀疏微波成像方法，其特征在于，所述步骤(1)中的稀疏观测，包括：

假设稀疏的成像场景按照分辨单元大小被离散化表示为x_l，k，其中l，k分别代表距离和方位下标，雷达平台向成像场景发射宽带脉冲信号s(t)；给定雷达脉冲信号的发射时刻(慢时间)、及对每个脉冲的采样时刻(慢时间)，含有噪声n的原始离散回波数据y和成像场景x满足关系式：y＝Φ·x+n，其中Φ定义为雷达观测矩阵；

s(t)是线性调频信号，或是宽带波形编码信号，且雷达多次发射的宽带脉冲信号相同或不同；

以最小化观测矩阵Φ的所有不同两列的互相关系数的最大值为准则确定发射时刻、采样时刻、及选择波形s(t)。

3.根据权利要求1所述的稀疏微波成像方法，其特征在于，所述步骤(2)中的场景重构方法，包括：

3a、给定雷达观测矩阵Φ、观测噪声的功率α的任意初始估计值对角元素均为非负数的对角矩阵Q的任意初始估计值观测数据y以及一个充分小的正数ε(如ε＝10^-6)；

3b、令n＝0，1，2，3，…，执行如下迭代步骤：

3b1、计算：x^(n+1)=(ΦHΦ+α^(n)Q^(n))-1ΦHy;]]>

3b2、更新：α^(n+1)=||y-Φx^(n+1)||22,]]>定义q^i(n+1)=|x^i(n+1)|2+ϵ,]]>

更新Q^(n+1)=diag(1/q^1(n+1),···,1/q^N(n+1));]]>

3c、判断：如果连续两次迭代估计值小于预先给定的常数或者迭代次数达到人为设定的上限，迭代结束；否则n值自动加1，重复上述计算3b1、更新3b2两个步骤。