一种基于瞬时相位的数据对齐方法、装置及设备

本发明涉及数据处理，尤其涉及一种基于瞬时相位的数据对齐方法、装置及设备。

背景技术：

1、雷达发射微波信号照射目标并收集回波信号，在相互垂直的两个方向形成合成孔径，得到二维合成孔径平面。通过扫描采集一系列二维数据进行三维合成是常用的三维成像方法，由于二维数据多线程采集会导致三维图像出现变形。动物体内脏器官属于高介电常数有损介质，利用微波技术进行体内器官组织探测时，相对于雷达天线位置较深的内脏回波较小，幅度信息难以直接利用。

2、因此，亟需提供一种更为可靠的基于瞬时相位的数据对齐方案，以解决动物体内深层器官回波信号的雷达三维数据对齐，实现二维合成三维数据对齐。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于瞬时相位的数据对齐方法、装置及设备，用于解决现有技术中三维微波探测数据对齐，导致多线程二维数据合成三维数据图像出现变形的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种基于瞬时相位的数据对齐方法，方法包括：

4、获取目标探测对象对应的目标瞬时相位数据；所述目标瞬时相位数据是由雷达按照预设扫描方式对目标探测对象进行二维合成孔径平面扫描得到的多组二维回波信号后，通过相位恢复算法获得的；

5、从所述目标瞬时相位数据中提取瞬时相位边缘信息特征矩阵；

6、基于所述瞬时相位边缘信息特征矩阵，计算得到基准对齐位置；

7、基于所述基准对齐位置，将所述目标瞬时相位数据进行移动对齐。

8、与现有技术相比，本发明提供的基于瞬时相位的数据对齐方法，包括：获取雷达按照预设扫描方式对目标探测对象进行二维合成孔径平面扫描得到三维回波信号后，通过相位恢复算法获得的目标瞬时相位数据；从该数据中提取瞬时相位边缘信息特征矩阵；基于所述瞬时相位边缘信息特征矩阵，计算得到基准对齐位置，基于基准对齐位置，将目标瞬时相位数据进行移动对齐。瞬时相位信息不受目标距离和深度的影响且在介质分界面特征明显，利用瞬时相位信息特征可实现目标对象三维微波探测数据对齐，能够最大限度减少变形，用于解决目标回波信号幅度小，有效信息特征不明显引起的目标三维数据不能精确对齐问题。该方法能够实现二维合成三维数据过程中数据对齐，能够适应不同深度、有损介质阻挡场景下目标回波三维数据对齐，计算复杂度低且能抵抗噪声干扰。

9、第二方面，本发明提供一种基于瞬时相位的数据对齐装置，装置包括：

10、目标瞬时相位数据获取模块，用于获取目标探测对象对应的目标瞬时相位数据；所述目标瞬时相位数据是由雷达按照预设扫描方式对目标探测对象进行二维合成孔径平面扫描得到的多组三维回波信号后，通过相位恢复算法获得的；

11、瞬时相位边缘信息特征矩阵确定模块，用于从所述目标瞬时相位数据中提取瞬时相位边缘信息特征矩阵；

12、基准对齐位置计算模块，用于基于所述瞬时相位边缘信息特征矩阵，计算得到基准对齐位置；

13、数据对齐模块，用于基于所述基准对齐位置，将所述目标瞬时相位数据进行移动对齐。

14、第三方面，本发明提供一种基于瞬时相位的数据对齐设备，设备包括：

15、通信单元/通信接口，用于获取目标探测对象对应的目标瞬时相位数据；所述目标瞬时相位数据是由雷达按照预设扫描方式对目标探测对象进行二维合成孔径平面扫描得到的多组三维回波信号后，通过相位恢复算法获得的；

16、处理单元/处理器，用于从所述目标瞬时相位数据中提取瞬时相位边缘信息特征矩阵；

17、基于所述瞬时相位边缘信息特征矩阵，计算得到基准对齐位置；

18、基于所述基准对齐位置，将所述目标瞬时相位数据进行移动对齐。

19、第四方面，本发明提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述的基于瞬时相位的数据对齐方法。

20、第二方面提供的装置类方案、第三方面提供的设备类方案以及第四方面提供的计算机存储介质方案所实现的技术效果与第一方面提供的方法类方案相同，此处不再赘述。

技术特征：

1.一种基于瞬时相位的数据对齐方法，其特征在于，方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于瞬时相位的数据对齐方法，其特征在于，获取目标探测对象对应的目标瞬时相位数据，具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于瞬时相位的数据对齐方法，其特征在于，雷达按照预设扫描方式对目标探测对象进行二维合成孔径平面扫描得到多组三维回波信号之前，还包括：

4.根据权利要求3所述的基于瞬时相位的数据对齐方法，其特征在于，基于所述瞬时相位边缘信息特征矩阵，计算得到基准对齐位置，具体包括：

5.根据权利要求1所述的基于瞬时相位的数据对齐方法，其特征在于，基于所述基准对齐位置，将所述目标瞬时相位数据进行移动对齐，具体包括：

6.根据权利要求2所述的基于瞬时相位的数据对齐方法，其特征在于，对预处理后的数据通过希尔伯特变换恢复相位信息，得到目标瞬时相位数据，具体包括：

7.根据权利要求4所述的基于瞬时相位的数据对齐方法，其特征在于，将前一组二维回波信号数据矩阵提取瞬时相位梯度图作为后一组特征矩阵的基准矩阵，并计算基准矩阵与相邻后一组的特征矩阵之间的最大相关系数，具体包括：

8.一种基于瞬时相位的数据对齐装置，其特征在于，装置包括：

9.一种基于瞬时相位的数据对齐设备，其特征在于，设备包括：

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现权利要求1～7任一项所述的基于瞬时相位的数据对齐方法。

技术总结本发明公开一种基于瞬时相位的数据对齐方法、装置及设备，本发明涉及数据处理领域，用于解决现有技术中三维微波探测数据对齐，导致多线程二维数据合成三维数据图像出现变形的问题。包括：获取雷达按照预设扫描方式对目标探测对象进行二维合成孔径平面扫描得到三维回波信号后，通过相位恢复算法获得的目标瞬时相位数据；从该数据中提取瞬时相位边缘信息特征矩阵；基于所述瞬时相位边缘信息特征矩阵，计算得到基准对齐位置，基于基准对齐位置，将目标瞬时相位数据进行移动对齐。实现二维合成三维数据过程中数据对齐，能够适应不同深度、有损介质阻挡场景下目标回波三维数据对齐，计算复杂度低且能抵抗噪声干扰。技术研发人员：范洪端,黄默,孙正阳,胡静远,吕鹏飞,黄慧慧,郭琦,杜文倩受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/12