观测目标三维散射信息的确定方法、装置、设备及介质.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310194960.5(22)申请日 2023.02.27(71)申请人 中国科学院空天信息创新研究院地址 100190 北京市海淀区北四环西路19号 申请人 中国空间技术研究院(72)发明人 李洁张冰尘李志远刘杰麻丽香吴一戎(74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任公司 11021专利代理师 周天宇(51)Int.Cl.G01S 13/90(2006.01)G01S 7/02(2006.01)G01S 7/41(2006.01)(54)发明名称观测目标三维散射信息的确定方法、装置、设备。

2、及介质(57)摘要本发明提供一种观测目标三维散射信息的确定方法、装置、设备及介质，该确定方法采用基于形态学正则化的SAR层析成像方式实现，确定方法包括：利用观测目标单个像素点中强散射点较少的稀疏特性和目标散射系数在空间结构上具有连续性的特点，结合L1正则项和形态学正则项，构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型；基于几何约束的交替方向乘子算法求解SAR层析成像模型，确定观测目标的三维散射信息。该确定方法、装置、设备及介质能够提高重构目标的定位准确度，增强重构目标在结构上的连续性，获得更精确的三维散射信息。权利要求书3页 说明书12页 附图2页CN 116047517 A2023.05.02CN。

3、 116047517 A1.一种观测目标三维散射信息的确定方法，其特征在于，所述确定方法采用基于形态学正则化的SAR层析成像方式实现，所述确定方法包括：利用所述观测目标单个像素点中强散射点较少的稀疏特性和目标散射系数在空间结构上具有连续性的特点，结合L1正则项和形态学正则项，构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型；基于几何约束的交替方向乘子算法求解所述SAR层析成像模型，确定所述观测目标的三维散射信息。2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型包括：对于SAR层析的第m个观测通道，对所述观测目标的后向散射系数沿着高程向积分，得到第m个观测通道的。

4、连续回波信号；对第m个观测通道的连续回波信号进行离散化，得到第m个观测通道的离散回波信号；根据所述离散回波信号、所述L1正则项和所述形态学正则项构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型。3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述离散回波信号为：其中，ym为第m个通道SAR层析得到的离散回波信号，m1,2，.，M，M为SAR层析的观测通道数，sn表示高程向范围内第n个离散点的高程值，n1，2，.，N，N为沿高程向的离散化个数，(sn)为观测目标在高程值sn的散射系数，m2bm/r表示高程向频率，bm为第m个通道基线与参考基线的垂直距离，为波长，r为SAR雷达与观测目标的斜距，m为第m个通。

5、道的噪声干扰项。4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述基于形态学正则化的SAR层析成像模型为：(s1)，(s2)，.，(sN)Tyy1，y2，.，ymT其中，y为观测目标的观测向量，为稀疏观测矩阵，为观测目标沿高程向的散射系数向量，为噪声干扰向量，g()为形态学正则项，1为L1正则项的参数，2为形态学正则项的参数，为权重参数，1为全1列向量，选取三维球体作为结构元素，为结构元素的尺寸，权利要求书1/3 页2CN 116047517 A2和分别表示形态学开运算和关运算。5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，所述基于几何约束的交替方向乘子算法求解所述SAR层析成像模型，确定所述。

6、观测目标的三维散射信息包括：定义并初始化第一中间变量、第二中间变量和拉格朗日乘子变量，初始化所述散射系数向量，设置增广拉格朗日惩罚参数，最大迭代步长，迭代步数和迭代终止条件；基于SAR层析成像模型求解地距坐标系下的三维点云的点密度统计图和高度统计图；根据所述点密度统计图和高度统计图确定所述观测目标的高度向范围；将所述观测目标在地距坐标系下的高度向范围转化为斜距坐标系下的高程向范围，更新稀疏观测矩阵；利用梯度下降法求解并更新观测目标沿高程向的散射系数向量；基于更新后的稀疏观测矩阵和散射系数向量，分别采用阈值迭代算法和Bregman迭代算法求解第一中间变量和第二中间变量；更新拉格朗日乘子变量，结合。

7、第一中间变量和第二中间变量计算残差，直至所述残差满足迭代终止条件；将所述残差满足迭代终止条件下的三维散射系数作为所述观测目标的三维散射信息。6.根据权利要求5所述的确定方法，其特征在于，所述基于SAR层析成像模型求解地距坐标系下的三维点云的点密度统计图和高度统计图包括：对散射系数向量归一化，将归一化后的散射系数向量由斜距坐标系转换到地距坐标系，得到地距坐标系下方位向、距离向和高度向的散射系数向量；通过设定散射系数的阈值获得三维点云；将所述三维点云投影到以方位向和距离向为基准的二维平面，获得所述点密度统计图和高度统计图。7.根据权利要求5所述的确定方法，其特征在于，所述根据所述点密度统计图和高度。

8、统计图确定所述观测目标的高度向范围包括：根据所述点密度统计图提取所述观测目标的立面中心线；根据所述高度统计图估计所述观测目标立面的高度；利用所述观测目标的立面中心线和高度确定所述观测目标的几何信息；基于所述几何信息，利用二维SAR图像的信噪比确定所述观测目标的高度向范围。8.一种观测目标三维散射信息的确定装置，其特征在于，所述确定装置采用基于形态学正则化的SAR层析成像方式实现，所述确定装置包括：构建模块，用于利用所述观测目标单个像素点中强散射点较少的稀疏特性和目标散射系数在空间结构上具有连续性的特点，结合L1正则项和形态学正则项，构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型；求解模块，用于基于几。

9、何约束的交替方向乘子算法求解所述SAR层析成像模型，确定所述观测目标的三维散射信息。9.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个权利要求书2/3 页3CN 116047517 A3处理器实现权利要求1至7中任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现权利要求1至7中任一项所述的方法。权利要求书3/3 页4CN 116047517 A4观测目标三维散射信息的确定方法、装置、设备及介质技术领域0001本发明涉及雷达。

10、数据成像技术领域，尤其涉及一种观测目标三维散射信息的确定方法、装置、设备及介质。背景技术0002合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，简称SAR)是一种主动微波遥感手段，与光学遥感相比，信号穿透力强，具有全天时全天候的对地观测能力，是对地观测的重要手段之一。SAR层析(SAR Tomography)成像技术将合成孔径原理扩展到高程向，利用对同一场景观测获得的多幅配准的不同视角下的二维SAR复图像数据在高程向上进行孔径合成以获取高程向信息，从而获得观测目标的三维散射信息。0003随着SAR层析成像技术的不断发展，其对成像精度的要求越来越高。传统的SAR层析成像方法包括波。

11、束形成(Beamforming，BF)算法以及谱估计算法，受基线数目以及其分布状态的影响，当基线间隔不满足奈奎斯特采样定理时，层析向的分辨率就会降低，从而造成层析向模糊成像。并且，当回波数据在欠采样的条件下时，BF算法的成像分辨率会受到瑞利准则的限制。因此，传统成像算法在实际运用中，可能会受到较大的限制，从而无法达到高精度成像的要求。发明内容0004针对上述技术问题，本发明提供一种观测目标三维散射信息的确定方法、装置、设备及介质，用于至少部分解决上述技术问题。0005基于此，本发明一方面提供一种观测目标三维散射信息的确定方法，确定方法采用基于形态学正则化的SAR层析成像方式实现，确定方法包括：。

12、利用观测目标单个像素点中强散射点较少的稀疏特性和目标散射系数在空间结构上具有连续性的特点，结合L1正则项和形态学正则项，构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型；基于几何约束的交替方向乘子算法求解SAR层析成像模型，确定观测目标的三维散射信息。0006根据本发明实施例，构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型包括：对于SAR层析的第m个观测通道，对观测目标的后向散射系数沿着高程向积分，得到第m个观测通道的连续回波信号；对第m个观测通道的连续回波信号进行离散化，得到第m个观测通道的离散回波信号；根据离散回波信号、L1正则项和形态学正则项构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型。0007根据本发明。

13、实施例，离散回波信号为：00080009其中，ym为第m个通道SAR层析得到的离散回波信号，m1，2，.，M，M为SAR层析的观测通道数，sn表示高程向范围内第n个离散点的高程值，n1，2，.，N，N为沿高程向的离说明书1/12 页5CN 116047517 A5散化个数，(sn)为观测目标在高程值sn的散射系数，m2bm/r表示高程向频率，bm为第m个通道基线与参考基线的垂直距离，为波长，r为SAR雷达与观测目标的斜距，m为第m个通道的噪声干扰项。0010根据本发明实施例，基于形态学正则化的SAR层析成像模型 为：001100120013(s1)，(s2)，.，(sN)T0014yy1，y2。

14、，.，ymT00150016其中，y为观测目标的观测向量，为稀疏观测矩阵，为观测目标沿高程向的散射系数向量，为噪声干扰向量，g()为形态学正则项，1为L1正则项的参数，2为形态学正则项的参数，为权重参数，1为全1列向量，选取三维球体作为结构元素，为结构元素的尺寸，和分别表示形态学开运算和关运算。0017根据本发明实施例，运用基于几何约束的交替方向乘子算法求解SAR层析成像模型，确定观测目标的三维散射信息包括：定义并初始化第一中间变量、第二中间变量和拉格朗日乘子变量，初始化散射系数向量，设置增广拉格朗日惩罚参数，最大迭代步长，迭代步数和迭代终止条件；基于SAR层析成像模型求解地距坐标系下的三维点。

15、云的点密度统计图和高度统计图；根据点密度统计图和高度统计图确定观测目标的高度向范围；将观测目标在地距坐标系下的高度向范围转化为斜距坐标系下的高程向范围，更新稀疏观测矩阵；利用梯度下降法求解并更新观测目标沿高程向的散射系数向量；基于更新后的稀疏观测矩阵和散射系数向量，分别采用阈值迭代算法和Bregman迭代算法求解第一中间变量和第二中间变量；更新拉格朗日乘子变量，结合第一中间变量和第二中间变量计算残差，直至残差满足迭代终止条件；将残差满足迭代终止条件下的三维散射系数作为观测目标的三维散射信息。0018根据本发明实施例，基于SAR层析成像模型求解地距坐标系下的三维点云的点密度统计图和高度统计图包括。

16、：对散射系数向量归一化，将归一化后的散射系数向量由斜距坐标系转换到地距坐标系，得到地距坐标系下方位向、距离向和高度向的散射系数向量；通过设定散射系数的阈值获得三维点云；将三维点云投影到以方位向和距离向为基准的二维平面，获得点密度统计图和高度统计图。0019根据本发明实施例，根据点密度统计图和高度统计图确定观测目标的高度向范围包括：根据点密度统计图提取观测目标的立面中心线；根据高度统计图估计观测目标立面的高度；利用观测目标的立面中心线和高度确定观测目标的几何信息；基于几何信息，利用说明书2/12 页6CN 116047517 A6二维SAR图像的信噪比确定观测目标的高度向范围。0020本发明第二。

17、方面提供一种观测目标三维散射信息的确定装置，确定装置采用基于形态学正则化的SAR层析成像方式实现，确定装置包括：构建模块，用于利用观测目标单个像素点中强散射点较少的稀疏特性和目标散射系数在空间结构上具有连续性的特点，结合L1正则项和形态学正则项，构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型；求解模块，用于基于几何约束的交替方向乘子算法求解SAR层析成像模型，确定观测目标的三维散射信息。0021本发明第三方面提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现上述方法。0022本发明第四方面提供一种计算机可。

18、读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现上述方法。0023根据本发明实施例提供的观测目标三维散射信息的确定方法、装置、设备及介质，至少包括以下有益效果：0024基于L1正则项和形态学正则项构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型，能够通过L1正则化有效抑制传统SAR层析成像方法的高程向旁瓣效应，增强重构目标的特征，在此基础上，通过引入形态学正则项抑制重构结果中异常值的产生，提高重构目标的定位准确度，并且减小目标在三维结构元素内散射系数的差异，增强重构目标在结构上的连续性，进而获取更精确的三维散射信息。0025进一步地，运用基于几何约束的交替方向乘子(Alternati。

19、ng Directions Method of Multipliers，简称ADMM)算法进行迭代求解，在迭代求解过程中利用目标的几何信息精确估计目标立面中心线位置和高程向定位，从而实现目标重构结果在定位准确度和结构连续性的性能提升。附图说明0026通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：0027图1示意性示出了本发明实施例提供的观测目标三维散射信息的确定方法流程图。0028图2示意性示出了根据本发明实施例提供的操作S120的流程图。0029图3示意性示出了根据本发明实施例的观测目标三维散射信息的确定装置的框图。0030图4示意性示出了根。

20、据本发明实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的框图。具体实施方式0031为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。说明书3/12 页7CN 116047517 A70032在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作。

21、或部件。0033在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。0034在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“周向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和。

22、简化描述，而不是指示或暗示所指的子系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。0035贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。0036类似地，为了精简本发明并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本发明示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分到单个实施例、图或者对其描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示。

23、例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。0037此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。0038在实现本发明构思的过程。

24、中，申请人通过研究发现：将基于L1正则化的三维稀疏重构算法应用于SAR层析成像技术中，不仅能够突破奈奎斯特采样定理的限制，而且能够使信号在降采样的条件下也能够被恢复出来。然而，L1正则化的稀疏约束会在加性噪声和相干斑的干扰下产生异常值，并且会对重构目标的散射系数进行低估，使得阈值处理后的目标三维点云结果高程向定位准确度低，且在结构上出现不连续性。又由于形态学后处理可以增强目标三维结构的连续性，抑制异常点，得到较为准确和连续的重构结果。随着压缩感知理论的进一步发展，基于稀疏重构的SAR层析成像不再局限于含有单一惩罚项的正则化模型，而是含有多个惩罚项的复合正则化模型，利用多约束信息实现高精度SAR。

25、层析三维成像。因此，本发明构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型，利用形态学正则项增强重构结果的准确性和连续性。0039图1示意性示出了本发明实施例提供的观测目标三维散射信息的确定方法流程图。说明书4/12 页8CN 116047517 A80040如图1所示，该观测目标三维散射信息的确定方法采用基于形态学正则化的SAR层析成像方式实现，例如可以包括操作S110操作S120。0041在操作S110，利用观测目标单个像素点中强散射点较少的稀疏特性和目标散射系数在空间结构上具有连续性的特点，结合L1正则项和形态学正则项，构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型。0042在本发明实施例中，构建基于。

26、形态学正则化的SAR层析成像模型的过程例如可以操作S111S113。0043在操作S111，对于SAR层析的第m个观测通道，对观测目标的后向散射系数沿着高程向积分，得到第m个观测通道的连续回波信号。0044在操作S112，对第m个观测通道的连续回波信号进行离散化，得到第m个观测通道的离散回波信号。0045在操作S113，根据所离散回波信号、L1正则项和形态学正则项构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型。0046示例性地，对于某一个方位距离分辨单元，在孔径位置bm处的第m通道的雷达聚焦复数据是后向散射系数沿着高程向上的积分，可以表示为：00470048其中，为第m个通道SAR层析得到的连续回波。

27、信号，m1，2，.，M，M为SAR层析的观测通道数，(s)为目标沿高程向s的后向散射系数，s为高程向范围，m2bm/r表示高程向频率，bm为第m个通道基线与参考基线的垂直距离，为波长，r为SAR雷达与观测目标的斜距。m为第m个通道的噪声干扰项。0049沿高程向s对上式进行离散化，高程向采样间隔为 ss/(N1)，则第m个通道的回波数据离散形式的表达式为：00500051其中，ym为第m个通道SAR层析得到的离散回波信号，sn表示高程向范围内第n个离散点的高程值，n1，2，.，N，N为沿高程向的离散化个数，(sn)为观测目标在高程值sn的散射系数。则回波数据离散形式可近似表示为：0052y+00。

28、53其中，为观测目标单目标信号的观测向量，为稀疏观测矩阵，为观测目标沿高程向的散射系数向量，为噪声干扰向量。0054观测矩阵的表达式为：0055说明书5/12 页9CN 116047517 A90056观测目标单目标信号的观测向量可以表示为：0057yy1，y2，.，ymT0058观测目标沿高程向的散射系数向量可以表示为：0059(s1)，(s2)，.，(sN)T0060其中，T表示转置。0061依据稀疏重构准则，联合形态学正则项构建基于形态学正则化的SAR层析成像模型 如下：00620063其中，1为L1正则项的参数。g()为形态学正则项，其表达式为：00640065其中，2为形态学正则项的。

29、参数，为权重参数，1为全1列向量。为结构元素(Structuring Element，SE)的尺寸选取三维球体作为SE，表示尺寸为的SE。和分别表示形态学开运算(opening)和关运算(closing)，其表达式为：006600670068其中，和分别表示形态学腐蚀(erosion)和膨胀(dilation)运算，其表达式为：006900700071其中，为xi为中心的所包含的像素点，i1，2，.，Num，Num为X的总像素点数量，xr表示位于处的值。0072在操作S120，基于几何约束的交替方向乘子算法求解SAR层析成像模型，确定观测说明书6/12 页10CN 116047517 A10目。

30、标的三维散射信息。0073图2示意性示出了根据本发明实施例提供的操作S120的流程图。0074如图2所示，操作S120例如可以包括操作S121操作S127。0075在操作S121，定义并初始化第一中间变量、第二中间变量和拉格朗日乘子变量，初始化散射系数向量，设置增广拉格朗日惩罚参数、最大迭代步长、迭代步数和迭代终止条件。0076示例性地，初始化迭代参数：多通道SAR复图像为y，稀疏观测矩阵为，散射系数向量初始化为(0)0，第一中间变量初始化为第二中间变量初始化为拉格朗日乘子变量为增广拉格朗日惩罚参数为 。设定最大迭代步长为Tmax，令迭代步数初始值t0，迭代终止条件为。0077在操作S122，。

31、基于SAR层析成像模型求解地距坐标系下的三维点云的点密度统计图和高度统计图。0078在本发明实施例中，获取点密度统计图和高度统计图的过程可以为：对散射系数向量归一化，将归一化后的散射系数向量由斜距坐标系转换到地距坐标系，得到地距坐标系下方位向、距离向和高度向的散射系数向量。通过设定散射系数的阈值获得三维点云。将三维点云投影到以方位向和距离向为基准的二维平面，获得点密度统计图和高度统计图。0079示例性，将归一化三维散射系数向量(t)由斜距坐标系(a，r，s)转换为地距坐标系(gx，gy，gz)，其中a，r和s分别为斜距坐标系下的方位向、斜距向和高程向，gx，gy和gz分别为地距坐标系下的方位向。

32、、距离向和高度向，表达式为：00800081其中，为基线斜角，为下视角。0082通过设定阈值th0，1获得三维点云，在地距二维平面(gx，gy)进行投影，获得三维点云的点密度统计图P1(gx，gy)和高度统计图H1(gx，gy)，其中，P1(gx，gy)中的像素P1(gx，gy)定义为三维点云在地距二维平面坐标(x，y)处的投影点数，高度统计图H1(gx，gy)中的像素H1(gx，gy)定位为三维点云在地距二维平面坐标(gx，gy)处所有投影点的最大高度。0083在操作S123，根据点密度统计图和高度统计图确定观测目标的高度向范围。0084在本发明实施例中，确定观测目标的高度向范围过程可以包括。

33、：根据点密度统计图提取观测目标的立面中心线。根据高度统计图估计观测目标立面的高度。利用观测目标的立面中心线和高度确定观测目标的几何信息。基于几何信息，利用二维SAR图像的信噪比确定观测目标的高度向范围。0085示例性地，利用均值滤波对P1(gx，gy)进行处理，得到P2(gx，gy)，假设均值滤波的尺寸为Nw，则其具体计算公式为：0086说明书7/12 页11CN 116047517 A110087设定点密度阈值Pth0，1，对P2(gx，gy)进行逐像素阈值处理，得到布尔图像Pbool(gx，gy)：00880089利用基线斜角 的正切值tan 作为斜率构造平行直线，统计不同直线的非零像素个。

34、数及二维地距平面坐标(gx，gy)，计算不同直线上非零像素坐标的均值，以此作为城市目标立面中心线的提取结果。0090将H1(gx，gy)和Pbool(gx，gy)相乘，得到城市目标立面的高度统计图H2(gx，gy)，其具体计算公式为：0091H2(gx，gy)Pbool(gx，gy)H1(gx，gy)0092依据高程范围划定不同的高度层，获取目标的分层高度统计图Hp(gx，gy)，统计Hp(gx，gy)中各层非零像素的个数，将非零个数最多的分层上高度统计图所对应的中心高度作为城市目标立面的高度估计结果。0093利用城市目标立面中心线的提取结果和高度估计结果形成城市目标在地距坐标系下的几何信息h。

35、(gx，gy)，利用二维SAR图像的信噪比SNR确定目标点的高度向范围hrg(gx，gy)，具体为：0094当SNR(gx，gy)SNRth时，0095hrg(gx，gy)h(gx，gy)；0096当SNR(gx，gy)SNRth时，0097hrg(gx，gy)h(gx，gy)h1，h(gx，gy)+h1h(gx，gy)h2，h(gx，gy)+h2，0098其中，SNRth为信噪比阈值，h1(SNR(gx，gy)SNRth)h/2，h为比例系数，h2为常数项。0099在操作S124，将观测目标在地距坐标系下的高度向范围转化为斜距坐标系下的高程向范围srg(a，r)，更新稀疏观测矩阵。0100在。

36、操作S125，利用梯度下降法求解并更新观测目标沿高程向的散射系数向量。0101示例性地，通过梯度下法求解并更新(t+1)，具体表达式为：01020103在操作S126，基于更新后的稀疏观测矩阵和散射系数向量，分别采用阈值迭代算法和Bregman迭代算法求解第一中间变量和第二中间变量。更新拉格朗日乘子变量，结合第一中间变量和第二中间变量计算残差，直至残差满足迭代终止条件。0104示例性地，更新0105说明书8/12 页12CN 116047517 A120106利用阈值迭代算法(Iterative ShrinkageThresholding Algorithm，ISTA)求解：010701080。

37、109其中，sgn()为符号函数。0110更新011101120113利用Bregman迭代算法求解：0114011501160117其中，0为参数，表示g(X)在X(t)处的次梯度，根据链式法则：01180119依 据和的 定 义，则有：01200121说明书9/12 页13CN 116047517 A130122其中，i，k1，2，.，Num。假设Xx1，x2，.，xNum，则有：012301240125更新d(t+1)：0126d(t+1)d(t)G(t+1)+z(t+1)0127其中，G为IT，ITT。0128计算迭代参数：0129res|(t+1)(t)|2/|(t)|20130tt。

38、+10131判断是否同时满足res和tTmax，若是，则停止迭代；若否，则返回步骤S122。0132在操作S127，将残差满足迭代终止条件下的三维散射系数作为观测目标的三维散射信息。0133基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种观测目标三维散射信息的确定装置。0134图3示意性示出了根据本发明实施例的观测目标三维散射信息的确定装置的框图。0135如图3所示，观测目标三维散射信息的确定装置300例如可以包括构建模块310和求解模块320。0136构建模块310，用于利用观测目标单个像素点中强散射点较少的稀疏特性和目标散射系数在空间结构上具有连续性的特点，结合L1正则项和形态学正则项，构建基于形。

39、态学正则化的SAR层析成像模型。0137求解模块320，用于基于几何约束的交替方向乘子算法求解SAR层析成像模型，确定观测目标的三维散射信息。0138需要说明的是，观测目标三维散射信息的确定装置实施例部分的实施细节及带来的技术效果与观测目标三维散射信息的确定方法实施例部分的实施细节及带来的技术效果对应，此处不再赘述。0139根据本发明的实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本发明实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本发明实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以至少被部。

40、分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本发明实施例的模块、子模块、单元、子单元中的一个或多个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。说明书10/12 页14CN 116047517 A140140例如，构建模块310和求解模块320中的任意多个可以合并在一个模块/单元/子单元中实现，或者其。

41、中的任意一个模块/单元/子单元可以被拆分成多个模块/单元/子单元。或者，这些模块/单元/子单元中的一个或多个模块/单元/子单元的至少部分功能可以与其他模块/单元/子单元的至少部分功能相结合，并在一个模块/单元/子单元中实现。根据本发明的实施例，构建模块310和求解模块320中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，构建。

42、模块310和求解模块320中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。0141图4示意性示出了根据本发明实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的框图。图4示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。0142如图4所示，根据本发明实施例的电子设备400包括处理器401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器401例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(。

43、例如，专用集成电路(ASIC)，等等。处理器401还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器401可以包括用于执行根据本发明实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。0143在RAM 403中，存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理器401、ROM 402以及RAM403通过总线404彼此相连。处理器401通过执行ROM 402和/或RAM403中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程的各种操作。需要注意，程序也可以存储在除ROM 402和RAM403以外的一个或多个存储器中。处理器401也可以通过执行存储在一个或多个存储器中的程序来执行根据本发明实施例的方法流程。

44、的各种操作。0144根据本发明的实施例，电子设备400还可以包括输入/输出(I/O)接口405，输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。电子设备400还可以包括连接至I/O接口405的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器。

45、410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。0145根据本发明的实施例，根据本发明实施例的方法流程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被处理器401执行时，执行本发明实施例的系统中限定的上述功能。根据本发明的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。说明书11/12 页15CN 11。

46、6047517 A150146本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本发明实施例的方法。0147根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质。例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CDROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的。

47、组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。0148例如，根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM402和/或RAM 403和/或ROM 402和RAM 403以外的一个或多个存储器。0149附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实。

48、现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。说明书12/12 页16CN 116047517 A16图1图2说明书附图1/2 页17CN 116047517 A17图3图4说明书附图2/2 页18CN 116047517 A18。