[发明专利]基于图像域墙体影响补偿的穿墙成像方法

摘要

本发明提出一种基于图像域墙体影响补偿的穿墙成像方法。基本思路是：首先，通过传统成像算法对回波数据进行成像处理。然后在无墙体先验知识的情况下，利用获取的图像及其图像域滤波结果确定补偿因子中的最佳参数。最后利用该补偿因子对成像结果进行墙体影响的补偿。具体包括下述步骤：第一步，确定成像坐标系；第二步，对回波数据进行初始成像处理；第三步，计算图像域补偿因子；第四步，进行图像域墙体补偿处理。本发明仅需对墙体补偿进行一次成像处理便可同时完成多目标的补偿处理，从而满足实际应用高计算效率要求。

主权项

1.一种基于图像域墙体影响补偿的穿墙成像方法，其特征在于，包括下述步骤：第一步，确定成像坐标系；以超宽带合成孔径雷达形成的合成孔径中心点为坐标原点O，以合成孔径所在直线为X轴，在合成孔径中心点处做垂直于Y轴并垂直指向墙体的直线，记为Y轴；第二步，对回波数据进行初始成像处理；记s(t，u)为天线接收回波，其中t表示接收时间，u表示天线接收数据时在成像坐标系对应的横坐标；对接收到的回波数据进行初始成像处理，得到初始成像结果g(x，y)；第三步，计算图像域补偿因子；步骤①：计算墙体等效估计厚度首先利用合成孔径中心点的接收回波数据，计算墙体外表面回波与内表面回波的延时差估计值Δτ′_W；Δτ′_W＝t″_w-t′_w其中，t′_w、t″_w分别为墙体外表面与墙体内表面的响应时间，即对应墙体回波数据的第一个和第二个包络峰值；此时得到墙体等效估计厚度为D~′=ΔτW′c/2]]>其中c为自由空间下光速；步骤②：构造含参变量D的图像域补偿因子；对初始成像结果g(x，y)进二维傅里叶变换，则得到G(k_x，k_y)，其中k_x和k_y分别为x和y的傅里叶变换对偶变量，x为方位向波数；构造图像域补偿矩阵F(k_x，k_y)|_D为F(kx,ky)|D=exp[jkx2+ky2(D~′2-D2sin2θi-Dcosθi)]]]>其中θ_i＝arctan(|k_x/k_y|)，D为墙体厚度；步骤③：估计墙体厚度；取D从0到进行遍历，用含参变量D的图像补偿因子进行补偿，得到D取不同值时对应的补偿后的图像g′(x，y)|_D；g′(x，y)|_D＝FT^-1[G(k_x，k_y)F(k_x，k_y)|_D]式中，FT^-1表示逆傅里叶变换；依次计算各补偿后的图像中目标主瓣在方位向的3dB宽度作为目标方位向分辨率；取目标方位分辨率最优时参变量D的取值d为墙体厚度的估计值；第四步，进行图像域墙体补偿处理；得到进行图像域墙体补偿处理后的成像结果为：I(x，y)＝g′(x，y)|_D＝d。