[發明專利]目標識別方法和目標識別裝置

有效

• 申請號: 201611144138.4
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106772331B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 郭雪松;張學磊;王勝;石建飛;謝旭良;高正楊;李森
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三研究所
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539;G01S7/52
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 韓金明

本發明涉及目標識別方法和目標識別裝置。該目標識別方法包括：根據聲吶設備原始的多通道數據進行變換提取數據樣本；采用Moore模型提取所述樣本數據集的樣本響度特征，所述樣本響度特征包括響度、響度質心和總響度；利用特征篩選算法對所述樣本響度特征進行特征篩選；和，利用訓練后的分類器對特征篩選后的樣本進行分類，以確定目標信號和噪聲信號。通過根據本發明的目標識別方法和目標識別裝置，可以基于聲吶設備有效地區分目標信號和噪聲信號，從而顯著提高小目標的識別率，改進聲吶設備的跟蹤效率。

技術領域

本發明總的來說涉及圖像識別領域，具體來說涉及基于聲吶設備的目標識別方法和目標識別裝置。

背景技術

由于海水是一種非均勻有損介質,對聲能的吸收和聲傳播的擴展效應,造成聲信號的衰減和畸變。

同時在海洋中,除了來自目標的反射信號之外,還有其它散射體的存在,如海洋中大量存在的懸浮物、魚群、海底的山巒等。由于水聲信道是時變和空變的，聲信號在傳播的過程中會經過信道濾波后到達接收點，所以接收點接收到的回撥信號是時變的，空變的。

比如，在使用成像聲吶對蛙人進行探測的情況下，由于蛙人體積小，目標強度低，在遠距離的情況下，所得到的回波信號信噪比很低，基本上淹沒在噪聲里面，所得到的聲吶圖像很難準確的檢測到目標，從而無法準確地對遠距離的蛙人等水下小目標進行識別。

因此，對于水下小目標的有效的探測識別一直是水聲領域的重點和難點，而當前解決手段往往是利用成像聲納對聲納圖像中的目標進行軌跡跟蹤，利用目標的運動特征對目標進行識別。當回波信號信噪比較低時，聲納圖像中的疑似目標點會增多，大大降低依據聲納圖像跟蹤目標的有效性。

另一方面，單頻信號的探測性能很大程度受到信噪比的影響，低信噪比的信號會導致成像聲納圖像中的對于目標點的檢測跟蹤概率大大降低。

因而，需要提供改進的目標識別方法和目標識別裝置。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中的缺陷和不足，提供能夠基于聲吶設備有效地區分目標信號和噪聲信號的新穎的和改進的目標識別方法和目標識別裝置。

根據本發明的一方面，提供了一種目標識別方法，包括：根據聲吶設備原始的多通道數據進行變換提取數據樣本；采用Moore模型提取所述樣本數據集的樣本響度特征，所述樣本響度特征包括響度、響度質心和總響度；利用特征篩選方法對所述樣本響度特征進行特征篩選；和，利用訓練后的分類器對特征篩選后的樣本進行分類，以確定目標信號和噪聲信號。

在上述目標識別方法中，所述根據聲吶設備原始的多通道數據進行變換提取數據樣本的步驟具體包括：根據所述聲吶設備的聲吶圖像中目標的距離信息和方位信息提取時域信號數據；對所述時域信號數據進行希爾伯特變換以得到第一數據；對所述第一數據進行傅里葉變換以得到各子帶頻譜；對各子帶頻譜進行加權求和以提到頻域信號數據；和，對所述頻域信號數據進行反傅里葉變換以得到所述樣本數據集。

在上述目標識別方法中，所述根據聲吶設備原始的多通道數據進行變換提取數據樣本的步驟進一步包括：對所述樣本數據集以最大值進行歸一化處理，以作為所述樣本數據集。

在上述目標識別方法中，所述樣本響度特征的特征向量由多維等價矩形帶寬內的響度值、一維響度質心和一維總響度組成。

在上述目標識別方法中，所述采用Moore模型提取所述樣本數據集的樣本響度特征的步驟之前進一步包括：將所述樣本數據集遷移到Moore模型的模型分析頻帶的中心頻率范圍中；所述采用Moore模型提取所述樣本數據集的樣本響度特征的步驟具體包括：將所述中心頻率范圍劃分為多個等價矩形帶寬；和，計算每個等價矩形帶寬的頻帶范圍內的響度作為一維響度值。