一種淺埋目標(biāo)高分辨率雷達(dá)透視成像質(zhì)量評(píng)估方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種淺埋目標(biāo)高分辨率透視成像雷達(dá)成像質(zhì)量評(píng)估方法，針對(duì)淺埋目標(biāo)高分辨率透視成像雷達(dá)成像性能評(píng)估問(wèn)題，提出使用自適應(yīng)信雜比方法定量評(píng)估成像效果，本發(fā)明通過(guò)自適應(yīng)閥值區(qū)分目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域，并引入信雜比指標(biāo)計(jì)算目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域的比值，定量反映了不同成像算法的成像圖像質(zhì)量；該方法在目標(biāo)與背景明顯區(qū)分時(shí)，適用于成像圖像效果的定量評(píng)價(jià)，排除了較大旁瓣雜波及主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種巧埋目標(biāo)高分辨率雷達(dá)透視成像質(zhì)量評(píng)估方法 1.1.1技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及雷達(dá)性能評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種淺埋目標(biāo)高分辨率雷達(dá)透視成 像質(zhì)量評(píng)估方法。 1.1.2【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)對(duì)于淺埋目標(biāo)高分辨率透視成像雷達(dá)成像性能相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括信雜比、最 小賭和圖像對(duì)比度的方法。信雜比能反映目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域差別，但需人為圈定目標(biāo)區(qū) 域，造成主觀因素影響大;最小賭、圖像對(duì)比度法對(duì)于能明顯區(qū)分目標(biāo)但有較大雜波旁瓣的 圖像會(huì)造成評(píng)價(jià)失準(zhǔn)。 1 .1 .3
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種淺埋目標(biāo)高分辨率雷達(dá)透視成像質(zhì)量評(píng)估方法，該 方法適用于淺埋目標(biāo)高分辨率透視成像雷達(dá)成像體制中的成像結(jié)果評(píng)估，可使用準(zhǔn)確數(shù)值 信息評(píng)價(jià)成像結(jié)果優(yōu)劣。
[0004] -種淺埋目標(biāo)雷達(dá)透視成像質(zhì)量評(píng)估方法，包括如下步驟：
[0005] SOO:為全局闊值T選定初值；
[0006] SOI:使用全局闊值T進(jìn)行分割圖像：
[0007] 將雷達(dá)透視圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，將所述灰度圖像中灰度值大于T的所有像素組 成集合Gi,將所述灰度圖像中灰度值小于或等于T的像素組成集合G2;
[000引S02:對(duì)集合Gi和集合G2的像素分別計(jì)算平均灰度值mi和m2;
[0009] S03:更新全局閥值T:
[0010]
[0011] :里及巧9萊W1至S03，直到更新后的全局闊值T與更新前的全局闊值的差值小 于預(yù)設(shè)值A(chǔ) T，執(zhí)行S05;
[0012] S05:根據(jù)S04中更新后的全局闊值T，將SOl中所述灰度圖像進(jìn)行二值化處理;再將 該二值化圖像與SOl中所述灰度圖像進(jìn)行"與"處理，即在圖像中形成目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域； 分別計(jì)算目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域的能量;再根據(jù)能量求目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域的平均功率；
[0013] S06:求取目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域的信噪比：
[0014]
[001引其中，巧,.f為目標(biāo)區(qū)域的平均功率，您。為背景區(qū)域的平均功率；
[0016] S07:根據(jù)S06中的信噪比對(duì)圖像成像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。
[0017] 所述預(yù)設(shè)值A(chǔ) T的大小根據(jù)選取的目標(biāo)區(qū)域大小確定。
[0018] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0019] 本發(fā)明針對(duì)淺埋目標(biāo)高分辨率透視成像雷達(dá)成像性能評(píng)估問(wèn)題，提出使用自適應(yīng) 信雜比方法定量評(píng)估成像效果，本發(fā)明通過(guò)自適應(yīng)閥值區(qū)分目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域，并引入 信雜比指標(biāo)計(jì)算目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域的比值，定量反映了不同成像算法的成像圖像質(zhì)量； 該方法在目標(biāo)與背景明顯區(qū)分時(shí)，適用于成像圖像效果的定量評(píng)價(jià)，排除了較大旁瓣雜波 及主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響。 1.1.4【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為淺埋目標(biāo)高分辨率透視成像雷達(dá)成像質(zhì)量評(píng)估方法流程圖；
[0021 ]圖2為采用SV的去成像結(jié)果；
[0022] 圖3為采用平均法成像結(jié)果；
[0023] 圖4為采用SVD-PCA法成像結(jié)果；
[0024] 圖5為圖像直方圖；
[0025] 圖6為二值圖；
[0026] 圖7(a)為目標(biāo)背景分離圖中的目標(biāo)圖，圖7(b)為目標(biāo)背景分離圖中的背景區(qū)域 圖。 1 .1 .5【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028] 本發(fā)明的一種淺埋目標(biāo)高分辨率透視成像雷達(dá)成像質(zhì)量評(píng)估方法，包括如下步 驟：
[0029] SOO:為全局闊值T選定初值；
[0030] 將圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，然后設(shè)定圖像中的灰度直方圖對(duì)應(yīng)于圖像f(x，y)，該圖 像由暗色背景上的較亮物體組成，W運(yùn)樣的組成方式，物體像素和背景像素所具有的灰度 值組合成了兩種支配模式。從背景中提取物體的一種方法是確定將運(yùn)些模式分開(kāi)的閥值T， 分割后的圖像g(x，y)可由下式給出：
[0031]
[0032] 當(dāng)T是一個(gè)適用于整個(gè)圖像的常數(shù)時(shí)，該值即為全局閥值。
[0033] SOI:使用全局闊值T進(jìn)行分割圖像。將產(chǎn)生兩組像素 Gi和G2，Gi由灰度值大于T的所 有像素組成，&由所有小于或等于T的像素組成。
[0034] S02:對(duì)Gi和G2的像素分別計(jì)算平均灰度值虹和m2。
[0035] S03:更新全局閥值T:
[0036]
[0037] S04:重復(fù)步驟SO巧化03,直到連續(xù)迭代過(guò)程中更新后的全局闊值T與更新前的全 局闊值的差值小于預(yù)設(shè)值A(chǔ) T。差值A(chǔ) T可根據(jù)實(shí)際情況，人為設(shè)定差值大小。
[0038] S05:根據(jù)S04中更新后的全局闊值T，將SOl中所述灰度圖像進(jìn)行二值化處理。再將 二值化圖像與原圖像相與處理.即^目斤浩図傻對(duì) 底R(shí)4V妖十的目標(biāo)成像區(qū)域。分別計(jì)算 目標(biāo)區(qū)域Xt和背景區(qū)域Xc的能i
iXt為圖像中目標(biāo)區(qū)域，Xc為 圖像中背景區(qū)域，I(r，a)為像素點(diǎn)幅度信息。
[0039] S06:求取目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域的信噪比。
[0040]
[0041] 您g為目標(biāo)區(qū)域平均功率，巧;f為背景區(qū)域平均功率，Xt為圖像中目標(biāo)區(qū)域，X。為圖 像中背景區(qū)域，Kr, a)為像素點(diǎn)幅度信息，N為像素點(diǎn)數(shù)。
[0042] 該方法在目標(biāo)與背景明顯區(qū)分時(shí)，適用于成像圖像效果的定量評(píng)價(jià)，排除了較大 旁瓣雜波及主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響。
[0043] 實(shí)施例；
[0044] 測(cè)試場(chǎng)景中，穿透的介質(zhì)為5cm木板，目標(biāo)為兩根平行的2mm直徑，5cm長(zhǎng)度鐵棍。
[0045] 使用SVD法的成像效果如附圖2所示，能分辨目標(biāo)，但其仍留有可W明確區(qū)分的較 大雜波旁瓣。附圖3為使用平均法的成像效果圖，附圖4為使用SVD-PCA法的成像效果圖。
[0046] 分別對(duì)=種算法的成像結(jié)果圖進(jìn)行成像質(zhì)量評(píng)估，其步驟如下：
[0047] SOO:為全局閥值T選擇一個(gè)初始估計(jì)值。
[004引SOI:使用T進(jìn)行分割圖像。將產(chǎn)生兩組像素 Gi, G2，Gi由灰度值大于T的所有像素組 成，&由所有小于等于T的像素組成。
[0049] S02:對(duì)Gi和G2的像素分別計(jì)算平均灰度值mi和m2，如附圖5。
[0化0] S03:計(jì)算新閥值：
[0化1 ]
[0052] S04:重復(fù)步驟SOl到S03,直到連續(xù)迭代中的T值間的差小于一個(gè)預(yù)定義的參數(shù)A T 為止。差值A(chǔ) T可根據(jù)實(shí)際情況，人為設(shè)定差值大小。
[0053] S05:選定閥值后，將圖像二值化處理，二值分割圖像如圖6所示。再將二值化圖像
與原圖像相與處理，即為所得圖像對(duì)比度區(qū)"^^^^^^-'^-^|-4 氣7(a)和7(b)所 示，分別計(jì)算目標(biāo)區(qū)域Xt和背景區(qū)域Xc的能量 ，
[0054] S06:求取目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域的信噪比數(shù)值，W具體數(shù)值反映圖像質(zhì)量。
[0055] 使用最小賭、圖像對(duì)比度等方法與本發(fā)明提出的方法進(jìn)行比較結(jié)果如下。
[0056] S種方法計(jì)算得到的結(jié)果如表1所示。SVD-PCA法成像圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中，由于 雜波量級(jí)較目標(biāo)較小，=種方法都可反映該成像效果。對(duì)于SVD及平均法成像結(jié)果的評(píng)估， 最小賭和圖像對(duì)比度方法在數(shù)值上差別不大，而本評(píng)估方法是加入了區(qū)分目標(biāo)區(qū)域與背景 區(qū)域的過(guò)程，可有效反映圖像目標(biāo)與背景之間的差別大小，因此該方法更適用于有目標(biāo)圖 像，雜波較強(qiáng)的情況。
[0057] 表1=種評(píng)價(jià)方法的定量評(píng)估
[0化引
'[0059]綜上所述，W上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。' 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種淺埋目標(biāo)雷達(dá)透視成像質(zhì)量評(píng)估方法，其特征在于，包括如下步驟： S00:為全局閾值T選定初值； SOI:使用全局閾值T進(jìn)行分割圖像： 將雷達(dá)透視圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，將所述灰度圖像中灰度值大于T的所有像素組成集 合6:，將所述灰度圖像中灰度值小于或等于T的像素組成集合G2; S02:對(duì)集合Gi和集合G2的像素分別計(jì)算平均灰度值m和m2; S03:更新全局閥值T:S04:重復(fù)步驟S01至S03,直到更新后的全局閾值T與更新前的全局閾值的差值小于預(yù) 設(shè)值A(chǔ)T，執(zhí)行S05; S05:根據(jù)S04中更新后的全局閾值T，將S01中所述灰度圖像進(jìn)行二值化處理;再將該二 值化圖像與S01中所述灰度圖像進(jìn)行"與"處理，即在圖像中形成目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域;分別 計(jì)算目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域的能量;再根據(jù)能量求目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域的平均功率； S06:求取目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域的信噪比：其中，/?為目標(biāo)區(qū)域的平均功率，為背景區(qū)域的平均功率； S07:根據(jù)S06中的信噪比對(duì)圖像成像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。2. 如權(quán)利要求1所述的一種淺埋目標(biāo)雷達(dá)透視成像質(zhì)量評(píng)估方法，其特征在于，所述預(yù) 設(shè)值A(chǔ) Τ的大小根據(jù)選取的目標(biāo)區(qū)域大小確定。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK105957052SQ201610239397
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月18日
【發(fā)明人】劉海波, 龍騰, 王珣
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)