[發(fā)明專利]一種多目標(biāo)環(huán)境下的SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810539927.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108765403A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾加秋;楊學(xué)志;田瑞田;張運(yùn)馳;張芝銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發(fā)明公開(kāi)了一種多目標(biāo)環(huán)境下的SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測(cè)方法，設(shè)置目標(biāo)窗口和背景窗口，通過(guò)對(duì)背景窗口采用自適應(yīng)閾值法進(jìn)行雜波截?cái)嗵幚恚蕹尘按翱谥械漠愘|(zhì)像素，最大限度地保留真實(shí)海雜波。本發(fā)明采用最大似然法對(duì)背景窗口中截?cái)嗪蟮碾s波進(jìn)行雙參數(shù)（均值與標(biāo)準(zhǔn)方差）估計(jì)，構(gòu)建精確的高斯分布模型；根據(jù)給定的虛警率自適應(yīng)求解出CFAR檢測(cè)閾值，對(duì)目標(biāo)窗口中的待檢測(cè)像素進(jìn)行目標(biāo)判別，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)環(huán)境下的SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測(cè)。本發(fā)明方法可有效提升多目標(biāo)等復(fù)雜背景雜波環(huán)境下的檢測(cè)率，且計(jì)算效率高，具有較好的工程應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及SAR圖像目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多目標(biāo)環(huán)境下的SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種高分辨率的成像雷達(dá)，具有全天時(shí)和全天候觀測(cè)的能力。利用SAR圖像進(jìn)行艦船目標(biāo)檢測(cè)與監(jiān)視的研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)在海洋遙感領(lǐng)域得到高度重視，是現(xiàn)階段SAR圖像海洋應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。

隨著天氣、海洋風(fēng)速的變化,海況相差很大，因此呈現(xiàn)在SAR圖像中的海雜波也會(huì)有巨大的差別，針對(duì)這些復(fù)雜情況，在檢測(cè)過(guò)程中需要有一個(gè)自適應(yīng)的恒虛警(CFAR)檢測(cè)方法。CFAR檢測(cè)算法設(shè)置了目標(biāo)窗口、保護(hù)窗口、背景窗口三個(gè)滑動(dòng)窗口以適應(yīng)背景雜波的變化，通過(guò)對(duì)背景雜波進(jìn)行參數(shù)估計(jì)及概率建模，并由給定的虛警率(PFA)自適應(yīng)計(jì)算出檢測(cè)閾值，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)CFAR檢測(cè)。

傳統(tǒng)CFAR檢測(cè)算法中，保護(hù)窗口的設(shè)置是為了防止包含目標(biāo)的部分像素泄露到背景窗口，影響參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確性。然而，在港口和繁忙海航線等復(fù)雜背景雜波區(qū)域，背景窗口中海雜波會(huì)受到目標(biāo)像素、“十字拖”、以及方位向模糊等異質(zhì)元素的干擾，使得估計(jì)的參數(shù)偏離真實(shí)值，影響灰度概率建模精度，最終導(dǎo)致目標(biāo)檢測(cè)率下降。

針對(duì)多目標(biāo)等復(fù)雜環(huán)境下產(chǎn)生的檢測(cè)率降低的問(wèn)題，提出了大量基于樣本篩選的CFAR檢測(cè)方法，這些方法通過(guò)迭代法篩選出雜波樣本，并對(duì)篩選出的雜波進(jìn)行參數(shù)估計(jì)與概率建模，有效提升多目標(biāo)等復(fù)雜背景雜波環(huán)境下的目標(biāo)檢測(cè)率。然而這些方法通常采用固定閾值進(jìn)行雜波篩選，丟棄了大量的真實(shí)海雜波樣本，導(dǎo)致參數(shù)估計(jì)準(zhǔn)確度較差，且雜波篩選、參數(shù)估計(jì)與CFAR檢測(cè)閾值計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，計(jì)算效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種多目標(biāo)環(huán)境下的SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測(cè)方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種多目標(biāo)環(huán)境下的SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟(1)：設(shè)置由目標(biāo)窗口和背景窗口組成的局部滑動(dòng)窗口，通過(guò)采用自適應(yīng)閾值的雜波截?cái)喾ㄈコ孤兜奖尘按翱谥械哪繕?biāo)、方位模糊異質(zhì)元素，最大限度保留背景窗口中的真實(shí)海雜波；

步驟(2)：采用最大似然估計(jì)法對(duì)背景窗口中自適應(yīng)閾值截?cái)嗪蟮碾s波樣本進(jìn)行雙參數(shù)估計(jì)，雙參數(shù)估計(jì)指的是均值和標(biāo)準(zhǔn)方差估計(jì)，采用高斯分布實(shí)現(xiàn)對(duì)SAR圖像海雜波灰度概率密度的精確建模；

步驟(3)：根據(jù)給定的檢測(cè)虛警率，自適應(yīng)地求解雙參數(shù)CFAR檢測(cè)閾值，對(duì)目標(biāo)窗口中的待檢測(cè)像素點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)判別，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)環(huán)境下的SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測(cè)。

所述的一種多目標(biāo)環(huán)境下的SAR圖像雙參數(shù)CFAR檢測(cè)方法，其特征在于：步驟(1)中所述的通過(guò)采用自適應(yīng)閾值的雜波截?cái)喾ㄈコ孤兜奖尘按翱谥械哪繕?biāo)、方位模糊異質(zhì)元素，保留背景窗口中的真實(shí)海雜波，具體方法如下：選擇滑動(dòng)窗口大小，統(tǒng)計(jì)背景窗口中所有像素的均值μ_B和標(biāo)準(zhǔn)方差σ_B，采用自適應(yīng)閾值法進(jìn)行雜波截?cái)啵O(shè)背景窗口中某一像素灰度值為I_B，則截?cái)嘁?guī)則為：，