[發(fā)明專利]一種多源特征融合的SAR圖像自動目標識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710312180.0
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107239740B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 李波;李長軍;李輝
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/52;G06K9/62
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周劉英

本發(fā)明公開了一種多源特征融合的SAR圖像目標識別方法，主要解決目標大小、方位、旋轉(zhuǎn)等變化以及強雜波背景給目標識別帶來的嚴重影響而造成識別結(jié)果不魯棒和概率低等問題。本發(fā)明結(jié)合余弦傅里葉矩特征和峰值特征各自的優(yōu)勢，對提取的兩類特征進行級聯(lián)融合識別。其方案為：讀取不同目標的SAR圖像和三維模型的二維平面的投影圖像并標準化處理；采用余弦傅里葉不變矩方法提取1中投影圖像矩特征；采用瑞利分布的CFAR檢測方法提取SAR圖像峰值特征；利用結(jié)合SVM和匹配算法的級聯(lián)融合分類器對目標進行識別。本發(fā)明能有效提高在特征維數(shù)高和姿態(tài)變化下的目標準確識別精度和魯棒性，而不額外增加對制導控制系統(tǒng)開銷，可用于提高SAR圖像中的自動目標準確識別概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達目標識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種SAR圖像多源特征融合的自動目標識別方法。可用于SAR圖像的目標分類與識別。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)作為一種主動式微波成像傳感器，應用于主動雷達導引頭，具有全天候，全天時的探測能力，在復雜戰(zhàn)場環(huán)境中具有較強的自主性和抗干擾能力。但是受SAR成像分辨率較低，圖像扭曲和包含背景等嚴重影響給目標識別帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。

目前關(guān)于原始SAR圖像通過多源特征融合，增加目標信息利用率，克服單源傳感器對目標信息獲取的片面性，提升自動目標圖像識別精度和魯棒研究既是難點也是熱點。一方面由于原始SAR圖像對方位角等參數(shù)敏感，將不同視角圖像融合為一幅獨立圖像效果并不理想。另一方面不同類別的特征融合本身就十分困難，因此多源特征融合的目標識別方法需要進一步探索和研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對目標大小，方位，旋轉(zhuǎn)等變化以及強雜波背景給目標識別帶來的嚴重影響，提出將目標三維模型投影到二維平面，采用余弦傅里葉不變矩和瑞利分布的CFAR檢測方法分別對其余弦傅里葉矩和峰值特征進行提取，并利用級聯(lián)融合分類器對目標進行特征級融合識別，實現(xiàn)了在特征維數(shù)高和姿態(tài)變化下的目標識別，而不額外增加對制導控制系統(tǒng)開銷。本發(fā)明具有識別實時性好，識別結(jié)果魯棒性強和識別精度高等特點。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下：

一、方案思路

采用余弦傅里葉矩和瑞利分布的CFAR檢測方法分別對目標投影后的二維圖像和原始SAR圖像進行特征提取，構(gòu)建目標圖像的矩和峰值特征向量的級聯(lián)融合分類器，實現(xiàn)多源特征融合在目標特征維數(shù)高和姿態(tài)變化下目標識別的目的。

二、實現(xiàn)步驟

本發(fā)明提出的一種多源特征融合的原始SAR圖像自動目標識別方法，包括如下步驟：

步驟S1：輸入不同目標的原始SAR圖像作為練樣本集，并對訓練樣本集進行預處理：

S101：基于目標三維外形仿真數(shù)據(jù)，建立原始SAR圖像的目標三維形狀模型，并將所述三維模型投影到二維平面，得到笛卡爾坐標下的二維圖像f(x,y)，并對圖像f(x,y)進行標準化處理，得到標準化后的圖像f(m,n)，以及計算圖像f(m,n)的極坐標圖像，得到模型投影極坐標圖像f(r,θ)；

S102：對原始SAR圖像進行二值化處理后，再進行邊緣檢測，得到邊緣圖像，再將邊緣圖像從笛卡爾坐標變換到極坐標，得到SAR極坐標圖像f′(r′,θ′)，其中邊緣檢測可以是慣用的任一方法，例如梯度邊緣檢測算法。

S103：對原始SAR圖像進行目標切片處理，得到原始SAR圖像目標切片。

步驟S2：采用余弦傅里葉矩特征提取方法，分別對訓練樣本集的模型投影極坐標圖像f(r,θ)、極坐標形式圖像f′(r′,θ′)進行矩特征提取，得到訓練樣本的矩特征。

步驟S3：對訓練樣本集的原始SAR圖像目標切片進行峰值特征提取。