[發(fā)明專利]一種基于空時聯(lián)合濾波技術(shù)抑制圖像序列中海雜波的航海雷達目標檢測算法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210324055.2
• 申請日: 2022-03-29
• 公開（公告）號: CN115032601A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧志忠;文保天;張玉瑩;張潤博;孫雷;于環(huán)宇;劉凱倫
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于空時聯(lián)合濾波技術(shù)抑制圖像序列中海雜波的航海雷達目標檢測算法，該方法首先對選定區(qū)域原始雷達圖像序列進行海雜波抑制，選取原始雷達圖像序列中需要抑制海雜波的區(qū)域，利用三維傅里葉變換(3D?FFT)獲得三維頻率波數(shù)域圖像譜，選擇一種基于色散關(guān)系的空時聯(lián)合濾波器濾除海雜波能量，對濾波后的圖像序列的三維頻率波數(shù)域圖像譜進行三維傅里葉逆變換(3D?IFFT)，獲得抑制海雜波后的圖像序列；再對抑制海雜波后的圖像序列進行目標點檢測。本發(fā)明目的在于解決航海雷達圖像中強海雜波信號對目標檢測的影響，抑制雷達圖像中的強海雜波信號，提高圖像的信噪比，進而提高強海雜波情況下的目標檢測概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋環(huán)境條件下海洋遙感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于空時聯(lián)合濾波技術(shù)抑制圖像序列中海雜波的航海雷達目標檢測算法。

背景技術(shù)

在復(fù)雜的海雜波背景下有效地檢測微弱目標一直是航海雷達面臨的一項挑戰(zhàn)。在海雜波較強的環(huán)境下，目標回波往往淹沒在雜波中難以檢測。因此，在檢測器檢測圖像中的目標點之前，需要對目標點周圍的海雜波點強度進行抑制[1-3]。此類方法是一種海雜波抑制下的目標檢測方法，該類方法第一步通過海雜波在時空域、時頻域、距離多普勒域等不同維度下的特征，建立海雜波模型并設(shè)計合適的濾波器來抑制圖像中的海雜波。第二步使用檢測器對抑制海雜波后的圖像進行目標點提取。見參考文獻[1-3]([1]李文靜,李卓林,袁振濤.基于稀疏重構(gòu)的海雜波抑制和目標提取算法[J/OL].系統(tǒng)工程與電子技術(shù):1-12[2021-11-18].[2]陳小龍,關(guān)鍵,董云龍,趙志堅.稀疏域海雜波抑制與微動目標檢測方法[J].電子學報,2016,44(04):860-867.[3]羅倩.基于稀疏表示的雜波建模和微弱運動目標探測[J].現(xiàn)代雷達,2016,38(02):43-46+83.)。

海雜波可以定義為雷達發(fā)射的電磁波照射在海表面形成的后向散射回波。海雜波的特性十分復(fù)雜，其振幅的變化是一個隨機過程，在時間上表現(xiàn)為非平穩(wěn)，在空間上表現(xiàn)為非均勻。海雜波主要由張力波和重力波組成，這兩種波會受海表面的風速、流速、溫度、濕度等環(huán)境因素劇烈影響，不同環(huán)境下的海雜波的特征也會產(chǎn)生明顯變化，使得建立海雜波模型并抑制海雜波變得困難。

目前，海雜波抑制下的目標檢測算法主要分為時域?qū)οā⒆涌臻g分解法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測法和時頻分析四大類[4]。時域?qū)οㄖ饕▌幽繕孙@示(MTI)[5]、動目標檢測(MTD)[6]、自適應(yīng)動目標檢測(AMTI)[7]、空時自適應(yīng)處理(STAP)[8]和根循環(huán)迭代抵消法[9]等。子空間分解法主要包括使用特征值分解(EVD)[10]、奇異值分解(SVD)[11]等分解法抑制海雜波并檢測目標。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測方法主要采取了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[12]和淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)其中包括基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBFNN)[13]、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(WNN)[14]等。時頻分析法分為時域分析與時頻域分析，時頻域分析利用海雜波和目標具有的不同時頻特性在時頻域抑制海雜波并檢測目標，主要包括短時傅里葉變換(STFT)[15]、分數(shù)階傅立葉(FRFT)[16]、稀疏傅里葉(SFT)[17]等方法。時域分析主要為經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)[18]，是一種基于時域的局部特征分析方法，它可以處理時域信號幅度序列，根據(jù)信號回波幅度的變化來抑制海雜波并檢測目標。