基于非凸张量鲁棒主成分分析的极化 ground penetrating radar (GPR) 噪声抑制技术 赵北斗（Beiqiang Zhao）、 宋晓菊（Xiaoji Song）、 何志华（Zhihua He）、 刘涛（Tao Liu） 以及 傅洋洋（Yangyang Fu）

《Remote Sensing》：Polarized GPR Clutter Suppression Based on Non-Convex Tensor Robust Principal Analysis Beiqiang Zhao, Xiaoji Song, Zhihua He, Tao Liu and Yangyang Fu

　　

摘要

地面穿透雷达（GPR）具备高分辨率成像和非接触式测量的能力，是一种用于检测未爆炸弹药（UXO）的有前景的技术。然而，UXO的检测受到杂波的严重干扰，尤其是在表面粗糙度较大的环境中，传统的抑制方法效果不佳。为了解决这个问题，我们提出了一种基于改进的非凸张量鲁棒主成分分析（TRPCA）框架的极化GPR杂波抑制方法。具体而言，通过堆叠HH和VV通道数据设计了一种考虑极化的张量构建方案。该方法利用杂波在通道间的强相关性来增强其低秩特性，同时突出目标由于极化响应而产生的独特稀疏特征。为了进一步优化张量分解，我们引入了非凸张量可调对数范数（TALN），以克服传统张量核范数（TNN）中固有的估计偏差。TALN作为张量秩的更严格替代指标，提高了低秩分量的近似精度，从而确保了杂波与目标之间的清晰分离。所提出的非凸优化问题通过交替方向乘子法（ADMM）高效求解。数值模拟和实验室实验表明，该方法比现有方法更有效地抑制了来自粗糙表面反射的强杂波，信噪比（SCR）提高了20分贝以上。