[發(fā)明專利]一種基于視覺(jué)圖形特征的復(fù)雜信號(hào)分選方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010029358.2
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111190146B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王向敏;蔣迺倜;王謙誠(chéng);張玉喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所
• 主分類號(hào): G01S7/292
• 分類號(hào): G01S7/292;G01S7/28
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于視覺(jué)圖形特征的復(fù)雜信號(hào)分選方法。針對(duì)載頻、重頻快速變化的復(fù)雜體制雷達(dá)信號(hào)難于分選的現(xiàn)狀，本發(fā)明基于圖形可視化特征的識(shí)別信號(hào)參數(shù)為信號(hào)分選提供先驗(yàn)知識(shí)。根據(jù)預(yù)處理后的輻射源描述字(PDW)信息在時(shí)域和頻域多維可視化特征，利用Hough變換對(duì)圖形參數(shù)快速自動(dòng)提取，并采用時(shí)間域內(nèi)多維特征參數(shù)關(guān)聯(lián)處理，實(shí)現(xiàn)指定參數(shù)的復(fù)雜信號(hào)分選。本發(fā)明基于視覺(jué)圖形特征信息參數(shù)的復(fù)雜信號(hào)分選，克服了常規(guī)分選中頻域難以聚類的困難，而從圖形可視化特征信息中能夠有效地發(fā)現(xiàn)隱藏的特征、類別、聯(lián)系和趨勢(shì)。該發(fā)明具有較好的通用性和實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)分選識(shí)別領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，常規(guī)脈沖雷達(dá)信號(hào)在雷達(dá)信號(hào)環(huán)境中的使用比例已越來(lái)越少，復(fù)雜雷達(dá)信號(hào)的分選識(shí)別一直是電子對(duì)抗的關(guān)鍵技術(shù)和難題。復(fù)雜信號(hào)特征主要從時(shí)域、頻域、脈內(nèi)特征、空域等多維特征進(jìn)行提取，雷達(dá)信號(hào)的脈內(nèi)調(diào)制特征有線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻、二相編碼、四相編碼、頻率編碼等；脈間調(diào)制特征有頻域調(diào)制和時(shí)域調(diào)制，頻域調(diào)制特征有脈間頻率捷變、脈組頻率捷變、脈間頻率調(diào)制、同時(shí)頻率分集和分時(shí)頻率分集等；時(shí)域調(diào)制特征有脈沖重復(fù)周期參差、抖動(dòng)、組變、滑變和群脈沖、脈沖編碼等；脈沖寬度也有組變和寬、窄脈沖組合等形式。現(xiàn)代電子對(duì)抗信號(hào)環(huán)境的特點(diǎn)是信號(hào)密度大，波形復(fù)雜多變，工作頻段寬且有部分重疊，在時(shí)域上信號(hào)密集而且交疊越來(lái)越嚴(yán)重，到達(dá)雷達(dá)偵察系統(tǒng)輸入端的信號(hào)為隨機(jī)脈沖流，常規(guī)雷達(dá)信號(hào)分選導(dǎo)致虛假目標(biāo)增多，復(fù)雜信號(hào)難于分選。

目前復(fù)雜信號(hào)分選和識(shí)別重點(diǎn)關(guān)注研究的方法和技術(shù)手段主要可概括為六類：模板匹配法、PRI分選、多參數(shù)關(guān)聯(lián)比較及多參數(shù)分選、聚類分選、人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、基于脈內(nèi)特征的信號(hào)分選等，雷達(dá)輻射源信號(hào)在傳播和接收過(guò)程中存在大量噪聲，SNR變化很大，在需要先驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練情況下，這種在許多電子偵察情形是很難滿足的，也大大增加了分選處理的難度。因此，本發(fā)明采用可視化雷達(dá)圖形特征快速自動(dòng)關(guān)聯(lián)識(shí)別的方法實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)分選，克服基于先驗(yàn)知識(shí)雷達(dá)信號(hào)特征識(shí)別和大脈沖流密度難于分析處理等難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺(jué)圖形特征的復(fù)雜信號(hào)分選方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：首先對(duì)預(yù)處理后的輻射源描述字(PDW)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示通過(guò)頻率(顏色)相關(guān)聯(lián)的5個(gè)圖像樣本；在方位-幅度-顏色圖樣本中對(duì)像素的顏色采用K-Means聚類對(duì)每個(gè)像素重復(fù)此過(guò)程生成Ns個(gè)聚類結(jié)果，利用Hough變換對(duì)時(shí)間-頻率圖像樣本的提取頻率特性，根據(jù)頻率特性對(duì)顏色不同的同一信號(hào)進(jìn)行聚類結(jié)果合并，再遍歷每個(gè)聚類結(jié)果，判定輻射源同一天線周期內(nèi)的脈沖序列，確定輻射源的方位窗和時(shí)間窗。在方位窗和時(shí)間窗內(nèi)圖像樣本分析提取輻射源目標(biāo)的頻率子集參數(shù)、脈寬參數(shù)，當(dāng)判斷輻射源參數(shù)是復(fù)雜信號(hào)時(shí)，將方位窗、時(shí)間窗、載頻參數(shù)、脈寬參數(shù)輸入到復(fù)雜信號(hào)處理模塊。利用方位、載頻、脈寬等進(jìn)行多參數(shù)匹配或聚類來(lái)稀釋脈沖流，將相同參數(shù)的輻射源脈沖信號(hào)分選出來(lái)，完成參數(shù)估計(jì)提取出輻射源信號(hào)脈間特征參數(shù)。

附圖說(shuō)明

圖1基于視覺(jué)圖形特征的復(fù)雜信號(hào)分選方法流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖如圖1所示，其具體實(shí)施步驟如下：

1)圖像樣本

對(duì)輻射源脈沖描述字PDW進(jìn)行預(yù)處理，剔除由于通道泄露產(chǎn)生的虛假PDW等虛假信號(hào)，再將預(yù)處理后的PDW信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，其信息包括脈沖到達(dá)時(shí)間、方位、頻率、幅度、脈寬等，繪制時(shí)間-幅度-顏色、時(shí)間-頻率-顏色、時(shí)間-脈寬-顏色、時(shí)間-時(shí)間差-顏色、方位-幅度-顏色等多維特征信息，形成5個(gè)快照?qǐng)D像樣本，其中顏色是根據(jù)頻率值劃分20個(gè)顏色格子，即同一個(gè)PDW在5個(gè)圖像樣本中對(duì)應(yīng)相同的顏色。

2)圖像特征提取