程生见,欧阳缮,廖桂生,2

基于信息熵特征的超宽带探地雷达快速BP成像算法

程生见1,欧阳缮1,廖桂生1,2

(1.桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林 541004; 2.西安电子科技大学电子工程学院,西安 710071)

针对超宽带探地雷达BP成像算法计算量大、运算速度慢的缺陷,利用对折射点近似求解算法进行优化与处理,提出一种基于信息熵特征的快速BP成像算法。算法以信息熵为统计量来判定目标回波在B-scan数据列上的分布区域,利用目标区域数据参与BP成像。实测数据对比验证结果表明,优化后的BP算法运算速度快,成像精度高。

超宽带;探地雷达;BP算法;信息熵;优化

探地雷达是一种利用电磁波反射探测目标的无损探测技术,该技术在地质灾害探测、考古探测、军事探测等领域得到了广泛的应用[1-3]。超宽带脉冲体制探地雷达成像原理与SAR成像原理有相同之处,探地雷达成像可借鉴其原理。BP(back propagation)算法源自于计算机应用中断层扫描(computer tomograph,简称CT)技术,又称为后向投影算法,被广泛应用于SAR成像,其基本原理是计算成像区域中的每一个像素点到每一个天线位置之间的距离,然后将其后向散射回波在时域进行相干叠加,获得该像素点的散射强度信息,进而使回波中的目标信号聚焦,达到高分辨成像的目的。

BP算法存在运算量巨大、不利于实时处理的缺陷,这是由于计算各个像素点时延的计算量巨大,导致计算效率比较低。如何快速实现BP算法成像是合成孔径雷达方向的研究热点,国内外专家学者提出了相应的快速实现方法。……