[發明專利]基于極化高分辨距離像的目標長度特征提取方法

有效

• 申請號: 202010421717.9
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111551931B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 謝榮;李儉樸;劉崢;王晶晶;張現銘
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89;G01S7/02
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發明提出了一種基于極化高分辨距離像的目標長度特征提取方法，可用于雷達目標識別。其實現步驟包括：1)獲取合成極化高分辨距離像；2)獲取合成極化高分辨距離像的支撐區測度；3)確定支撐區測度中最大值對應的序號；4)基于支撐區測度計算目標段高分辨距離像在合成極化高分辨距離像上的起點；5)基于支撐區測度計算目標段高分辨距離像在合成極化高分辨距離像上的終點；6)計算目標長度特征提取結果。本發明采用極化高分辨距離像，選擇均值和標準差獲取合成極化高分辨距離像的支撐區測度，并分別從合成極化高分辨距離像的左端和右端計算目標段高分辨距離像的起點和終點，有效提高了提取結果的精度。

技術領域

本發明屬于雷達圖像處理領域，涉及一種基于極化高分辨距離像的目標長度特征提取方法，可實現目標長度特征的提取，用于雷達目標識別。

背景技術

在寬帶雷達體制下，目標的長度遠遠大于波長，導致目標在距離上占據多個高分辨距離單元，此時目標被稱為距離擴展目標。同時，在一定的雷達視角下，目標在距離上的擴展，一定程度上反應了目標的幾何結構細節和各散射點的散射強度。目標的長度特征在高分辨距離像上表現為占據的高分辨距離單元個數，是目標最直觀的結構特征之一，不同姿態下目標的長度特征不同，利用目標的長度特征可以進行目標粗略的分類，精確的目標長度特征對提升目標識別性能有著重要的意義。目標長度特征提取結果與目標實際長度的偏差是評判提取方法性能優劣的標準，提取目標長度特征的重點是確定目標段高分辨距離像的起點和終點，將目標與雜波區分并準確地確定起點和終點可以提高提取結果的精度。

利用目標與雜波之間能量差異可以進行目標長度特征提取，利用雜波的統計分布特性估計門限值，以此提取目標的長度特征。但是由于目標邊緣雜波會出現異常造成使用的雜波分布模型失配使得估計出的門限不準確，造成目標長度特征提取結果精度低。除此之外，還有利用目標與雜波之間特征差異對目標長度特征進行提取。例如白向輝于2006年1月在西安電子科技大學發表的名為基于高分辨距離像的雷達目標識別方法研究的碩士論文中，提出了一種利用目標與雜波之間的頻譜差異提取目標長度特征的方法，由數字信號時頻分析可知，信號在頻域的譜信息有“噪聲區域能量低頻譜寬，信號區域能量高頻譜窄”的特點，該方法利用這一特點采用滑窗在高分辨距離像上進行滑動并對滑窗內數據進行FFT，構建支撐區測度，設置適當的門限完成目標長度特征提取。其優點在于利用目標和雜波頻域特性差異并采用統計量構建了支撐區測度進行目標長度特征提取，避免了雜波分布模型失配帶來的精度降低問題。其缺點在于：1、由于目標在不同極化方式電磁波照射下的產生的激勵不同，使得目標不同極化方式下的高分辨距離像不同，采用單一極化方下的高分辨距離像進行目標長度特征提取，存在提取結果不準確的問題；2、因為目標既有強散射點也有相對較弱的散射點，選擇均值和方差生成支撐區測度時會造成目標弱散射區域數值較小，造成目標長度特征提取結果精度較低；3、該方法測試所用數據為較為理想的仿真數據，數據信雜比高且目標區域連續，因此在整個高分辨距離像上采用固定全局閾值的方法效果較好。但是未知的實際環境下，由于存在目標散射點遮蔽的情況，目標區域不一定連續且目標信雜比較低，采用固定的全局閾值不再適應實際情況，存在目標被截斷的問題，造成目標長度特征提取結果精度較低。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的缺陷，提出一種基于極化高分辨距離像的目標長度特征提取方法，旨在提高目標長度特征提取結果的精度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案包括如下步驟：

(1)獲取合成極化高分辨距離像H：

對雙圓極化雷達同極化通道接收的高分辨距離像中的每個高分辨距離單元LL(n)與交叉極化通道接收的高分辨距離像中對應的高分辨距離單元RL(n)進行幾何平均，得到合成極化高分辨距離像H＝{H(1),…,H(n),…,H(N)}，其中H(n)表示第n個合成高分辨距離單元，N表示高分辨距離單元的總數，N＞2；

(2)獲取合成極化高分辨距離像H的支撐區測度ds：