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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种用于仿真合成孔径雷达图像的数据增强方法及系统，本发明提供的数据增强方法，首先根据预设参数以及对合成孔径雷达图像的分析，确定相干斑噪声方差、噪声空间相关性强度和背景反射相对强度的增强范围，然后在该范围内随机选取增强参数，根据乘性噪声模型和杂波背景电磁散射模型对输入的仿真合成孔径雷达图像数据实现在线增强；本发明还根据提出的数据增强方法，设计了用于实现数据增强方法的数据增强系统；本发明可以在线快速生成多种雷达图像的增强样本，模拟多种不同的杂波和背景环境下的目标图像，可用于生成特定目标的样本数据集，为训练深度学习目标检测模型提供丰富可用的仿真训练数据。

主权项：1.一种用于仿真合成孔径雷达图像的数据增强方法，其特征在于，包括以下步骤：通过电磁仿真方法，仿真出合成孔径雷达图像，并获取所述合成孔径雷达图像的特征参数，以及所述特征参数的增强范围，其中，所述特征参数包括相干斑噪声方差、噪声空间相关性强度和背景反射相对强度；基于所述相干斑噪声方差以及所述相干斑噪声方差的第一增强范围，根据乘性噪声模型，对所述孔径雷达图像进行相干斑噪声增强处理，获取增强后的第一图像；基于所述第一图像的所述噪声空间相关性强度，根据噪声卷积模型进行噪声相关性增强处理，获取增强后的第二图像，并对所述第二图像进行归一化处理，获取第三图像；基于所述第三图像的所述背景反射相对强度，根据背景反射模型进行背景反射增强处理，获取增强后的第四图像，并对所述第四图像进行拉伸复原至所述第二图像的图像大小范围，获取第五图像，其中，所述第五图像用于表示所述孔径雷达图像的数据增强图像；在获取特征参数的过程中，所述相干斑噪声方差的表达式为： 其中，yloc表示所述合成孔径雷达图像y0中一个滑动窗口的区域，表示该滑动窗口区域的像素均值，Nloc表示滑窗中的像素数目，i和j表示像素的索引，σloc表示单个滑动窗口区域的相干斑噪声方差，对单张图像内所有的σloc取平均得到合成孔径雷达图像y0的相干斑噪声方差σ；在获取特征参数的过程中，所述背景反射强度的表达式为: 其中，yt和yc分别表示所述合成孔径雷达图像y0中的目标区域和杂波区域，Nc表示杂波区域的像素数目，i、j、k和l表示像素的索引；在获取增强后的第一图像的过程中，所述乘性噪声模型的表达式为： 式中，y1表示所述第一图像，y0为所述合成孔径雷达图像,fray和fgau分别为瑞利分布随机噪声和高斯分布随机噪声： 其中，z代表随机变量，σ表示所述相干斑噪声增强参数；在获取增强后的第二图像的过程中，所述噪声卷积模型的模型表达式为： 其中，y2表示所述第二图像，i、j、s和t表示像素的索引,wk为sinc卷积核；通过频域矩形窗乘积的逆傅里叶变换得到的sinc函数，构建噪声卷积模型的所述sinc卷积核，其中，所述sinc卷积核的表达式为：wk＝IFFTrectM,N×rectM,N'其中，IFFTg表示逆傅里叶变换，rectM,N表示函数长度为M，窗大小为N的一维矩形窗函数。

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百度查询： 南京航空航天大学 一种用于仿真合成孔径雷达图像的数据增强方法及系统