随着地雷布设技术的不断进步,由成百上千枚地雷形成的地雷场能够在短短几分钟时间内被布雷装备布设完毕,具有很高的突然性和隐蔽性,可以达到快速阻碍、杀伤机械化部队的目的。由于地雷通常布设在地下或者草丛中,对成像检测造成一定的困难。合成孔径雷达(SAR)具有良好的介质穿透能力和不受天气的影响等特性,从而成为各国竞相发展的对象,是解决地雷场威胁的主要技术手段。本文系统研究SAR图像地雷场检测方法的流程架构及相应的实现算法。地雷场是由大量独立的地雷目标随机构成,这使得基于独立目标进行处理的传统检测方法难以适用,因而有效的地雷场检测方法成为亟待解决的关键技术。为了便于研究,并提高算法的拓展性,论文第一章定义由大量独立目标构成的对象为点集目标(地雷场),而相应的独立目标为元素目标(地雷),从而将地雷场检测问题转化为点集目标检测问题,并建立相应的算法流程架构。论文在此基础上的后续研究内容可以概括如下:论文第二章研究地雷场元素目标的预筛选。针对地雷目标体积小、散射强度弱造成的检测虚警率高,雷场边界标定难的问题。论文首先完成了典型预筛选算法适用性分析;然后根据地雷的面积特征,设计了网格聚类算法,该算法在聚类过程中能够有效降低虚警率、提高运算效率、并简化现有检测流程;最后针对地雷更详细的形状特征,使用扩展分形、形态分量分析等算法进一步提高目标的信杂比,在较低虚警率的情况下获得较高的检测率。论文第三章研究地雷场元素目标的鉴别。在地雷预筛选后,杂波引起的虚警已经被大幅剔出,但与地雷形状特性相似的目标造成的虚警依然存在,这类目标诸如树干、土坑、石块等,严重影响雷场的鉴别。针对该问题,本文对地雷目标有效特征进行了进一步挖掘:首先通过地雷散射模型研究了回波的时域和频域特性,从物理意义上解释了地雷的双峰特性;其次,设计了图像稀疏分解算法提取地雷在图像中的双峰参数;随后,通过稀疏时频表示提取地雷的时频域信息,并通过方位采样得到方位序列特征;最后,在特征提取过程中引入鉴别分量,在提取更优特征的同时,简化了特征提取及鉴别流程。论文第四章研究地雷场提取及标定。首先,通过吸引子去除孤立点、分层聚类算法提取疑似雷场,降低了大场景中多个雷场之间的相互影响;其次,通过大量仿真试验,得到火箭弹布设雷场的统计分布特性,并通过疑似雷场分布参数的提取进行了鉴别处理,得到真实雷场;最后,提取鉴别后雷场的边缘地雷,实现雷场的标定。论文第五章归纳总结全文的研究成果,并对下一步研究进行展望。