基于贪婪-快速阈值迭代的SAR地面动目标稀疏表征算法

论文摘要

合成孔径雷达地面动目标成像（Synthetic Aperture Radar Ground Moving Target Imaging, SAR-GMTIm）技术通过在静止场景的SAR图像中检测运动目标响应,实现针对运动目标的重聚焦成像。通常情况下,地面运动目标回波响应相对于静止场景的回波（即杂波）具有较强的稀疏性,增强SAR-GMTIm成像结果的稀疏特征有利于目标分类和识别。现有的一阶算法如阈值迭代算法（Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,ISTA）及其改进方法,快速阈值迭代算法（Fast Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,FISTA）都可用于SAR-GMTIm稀疏特征增强,但都存在运算效率偏低,收敛速度较慢的问题。针对以上问题,本文提出了一种贪婪-快速阈值迭代算法（Greedy Fast Iterative Shrinkage-thresholding Algorithm,Greedy FISTA）用于SAR-GMTIm稀疏特征恢复。该算法基于重启动框架对FISTA进行改进,缩短了算法重启间隔和振荡周期,拥有比FISTA更快的收敛速度。本文利用Greedy FISTA针对SAR-GMTIm的仿真复数据以及美国空军实验室的Gotcha实测雷达数据进行成像实验,并对比Greedy FISTA和FISTA、ISTA在SAR动目标成像中达到同等精度所需的迭代次数,再结合相变热力图分析法对比三种算法的恢复性能。实验结果表明Greedy FISTA应用于SAR-GMTIm系统具有良好的成像效果,且在收敛速度和稀疏信号恢复方面相较传统阈值迭代算法及快速阈值迭代算法有明显优势。

论文目录

• 1 引言
• 2 SAR-GMTIm原理
• 3 SAR动目标信号处理方法
•   3.1 阈值迭代算法
•   3.2 快速阈值迭代算法
•   3.3 贪婪-快速阈值迭代算法
• 4 实验验证
•   4.1 仿真数据成像实验
•   4.2 收敛速度对比实验
•   4.3 相变热力图对比实验
•   4.4 Gotcha实测数据成像实验
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨磊,李慧娟,李埔丞,方澄

关键词: 贪婪快速阈值迭代算法,压缩感知,稀疏表征

来源: 信号处理 2019年11期

年度: 2019

分类: 信息科技

专业: 电信技术

单位: 中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室

基金: 国家自然科学基金(61601470),天津市自然科学基金(16JCYBJC41200,20162898),中央高校基本科研业务费专项资金(3122018C005),中国民航大学科研启动基金项目资助(2017QD05S)

分类号: TN957.52

DOI: 10.16798/j.issn.1003-0530.2019.11.009

页码: 1844-1852

总页数: 9

文件大小: 2614K

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