[發明專利]多目標環境下基于灰度相關特性的CFAR檢測方法

在審

• 申請號: 201810541520.1
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108764163A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 艾加秋;楊學志;許開煒;楊航;吳聰聰
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種多目標環境下基于灰度相關特性的CFAR檢測方法，其特征在于：包括有如下步驟：

步驟(1)：設置由目標窗口和背景窗口組成的局部滑動窗口，通過采用自適應閾值的雜波截斷法去除泄露到背景窗口中的目標、方位模糊異質元素，保留背景窗口中的真實海雜波，采用最大似然估計法對背景窗口中自適應閾值截斷后的雜波樣本在對數域進行對數均值和對數標準方差估計；

步驟(2)：統計背景窗口中截斷雜波樣本某一間距相鄰像素之間在水平、垂直、對角、反對角四個方向上的灰度相關度因子，并采用二維對數正態分布對某一間距相鄰像素四個方向上的灰度聯合概率密度函數建模；

步驟(3)：根據給定的虛警率，求解某一間距四個方向上相鄰像素的聯合CFAR檢測閾值，對目標窗口中的待檢測像素進行聯合判別，實現某一間距四個方向上的基于灰度相關特性的聯合CFAR檢測；

步驟(4)：將同一間距上的四個方向的聯合CFAR檢測結果采用或門運算進行融合，最后將不同間距四個方向上融合后的結果采用與門運算進行融合，得到最終的聯合CFAR檢測結果。

2.根據權利要求1所述的多目標環境下基于灰度相關特性的CFAR檢測方法，其特征在于：步驟(1)中所述的通過采用自適應閾值的雜波截斷法去除泄露到背景窗口中的目標、方位模糊異質元素，保留背景窗口中的真實海雜波，具體方法如下：選擇滑動窗口大小，將背景窗口中的樣本進行對數變換，在對數域中統計背景窗口中所有像素的均值μ_B-ln和標準差σ_B-ln，采用自適應閾值法進行雜波截斷，設背景窗口中某一像素灰度值為I_B，則截斷規則為：，

ln(I_B)≤μ_B-ln+t₁·σ_B-ln (1)

式中：t₁為截斷深度因子，當背景窗口中某一像素灰度值滿足式(1)時，該像素點被保留，否則被剔除，對保留下來的像素重新計算對數均值與均方差，重復以上步驟，迭代一定次數，直到所有的異質點都被剔除，不同截斷深度因子下的雜波保留比例R_C為：

式中：erf(·)為誤差函數；再對截斷后的雜波樣本通過最大似然估計法估計對數均值μ_ln和對數標準方差σ_ln：

式中：為截斷雜波樣本中第i個像素點的灰度值，n為截斷雜波樣本數；此外：

式中：t₁為式(1)中的截斷深度因子。

3.根據權利要求2所述的多目標環境下基于灰度相關特性的CFAR檢測方法，其特征在于：步驟(2)中所述的設置由目標窗口和背景窗口組成的局部滑動窗口，采用背景窗口中截斷后的雜波樣本計算相距間距為d的鄰域內水平、垂直、對角、反對角四個方向中某一個方向θ上相鄰像素之間的灰度相關度因子r_θ，具體方法如下：

式中：f(i,j)為背景窗口中截斷后的雜波樣本像素(i,j)的灰度值，f(i+l,j+k)為背景窗口中截斷后的雜波樣本像素(i,j)相距某一間距d的像素(i+l,j+k)的灰度值，不同間距d水平、垂直、對角、反對角四個方向上對應的l和k取值為：1)水平方向:l＝0,k＝d；2)垂直方向:l＝d,k＝0；3)對角線方向:l＝-d,k＝d；4)反對角方向:l＝d,k＝d；μ為SAR圖像海雜波的灰度均值，可通過式(7)計算得到：

因此，間距為d方向θ上相鄰像素的灰度X與Y的聯合概率密度函數f(X,Y,d,θ)可采用灰度相關度因子為r_θ的二維對數正態分布進行建模：