基於場景稀疏表示的壓縮感知雷達成像方法

《基於場景稀疏表示的壓縮感知雷達成像方法》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由楊俊剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於場景稀疏表示的壓縮感知雷達成像方法
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊俊剛
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

壓縮感知雷達成像為近年來的研究熱點之一，在場景稀疏的情況下，壓縮感知雷達成像方法有兩個明顯的優勢：一是可以降低所需數據量；二是可以提高成像質量。但是壓縮感知雷達成像方法適用的前提條件是場景直接稀疏或可稀疏表示。目前已發表的絕大部分研究成果都是針對直接稀疏場景，即不需要稀疏表示的情況。對於場景不直接稀疏，而是需要稀疏表示的情況，由於復場景的相位通常具有一定的隨機特性，導致針對復場景的稀疏表示非常困難，目前還沒有出現普遍有效的稀疏表示方法。因此目前壓縮感知雷達成像方法只適用於直接稀疏場景，套用範圍並不廣。本項目針對雷達場景稀疏表示的難題，研究基於場景幅度稀疏表示的幅度相位分離重建方法、幅度稀疏約束正則化重建方法和基於目標物理結構的稀疏重構方法。突破場景稀疏表示方法的瓶頸，為壓縮感知雷達成像技術的普遍套用奠定基礎。

結題摘要

壓縮感知雷達成像為近年來的研究熱點之一，在場景稀疏的情況下，壓縮感知雷達成像方法有兩個明顯的優勢：一是可以降低所需數據量；二是可以提高成像質量。但是壓縮感知雷達成像方法適用的前提條件是場景直接稀疏或可稀疏表示。目前已發表的絕大部分研究成果都是針對直接稀疏場景，即不需要稀疏表示的情況。對於場景不直接稀疏，而是需要稀疏表示的情況，由於復場景的相位通常具有一定的隨機特性，導致針對復場景的稀疏表示非常困難，目前還沒有出現普遍有效的稀疏表示方法。因此目前壓縮感知雷達成像方法只適用於直接稀疏場景，套用範圍並不廣。本項目針對雷達場景稀疏表示的難題，研究基於場景幅度稀疏表示的幅度相位分離重建方法、幅度稀疏約束正則化重建方法和基於目標物理結構的稀疏重構方法。提出了一種改進的幅度相位分離重建方法，充分利用了場景幅度的稀疏表示係數分布先驗信息和幅度實值先驗信息，從而降低了重建過程的運算量並提高了重建精度。提出了一種幅度稀疏約束的正則化場景重建方法，將原壓縮感知成像模型中的直接稀疏約束改進為幅度稀疏表示約束，可對分散式場景進行重建。提出了一種基於目標物理結構的稀疏重構方法，根據目標電磁散射特性函式組成觀測方法，可準確重建目標位置和強度。所提方法在機載合成孔徑雷達和車載探地雷達中得到了初步套用和驗證。該項目研究成果突破了場景稀疏表示方法的瓶頸，為壓縮感知雷達成像技術的普遍套用奠定了基礎。