非均匀杂波中的直接变换域STAP算法研究

降维空时自适应处理和降秩空时自适应处理均需要已知杂波协方差矩阵,或者通过参考单元对杂波协方差矩阵进行估计,在非均匀杂波环境中无法获取足够多的有效样本,使得算法性能急剧下降。提出一种直接变换域空时自适应处理算法,不需要对杂波协方差矩阵估计,在角度-多普勒域中的通道之间进行自适应处理,采用最小均方准则求解,能够适用于非均匀杂波环境中目标检测。仿真结果表明,提出的算法相比于直接数据域算法,抑制杂波能力更强,对于目标角度偏差更具稳健性。     

基于幅值标准偏差的海杂波背景下小目标检测

针对传统舰载雷达和岸基雷达很难检测出海杂波背景下小目标的现状,提出一种基于局部回波幅值标准偏差的方法来检测海杂波背景下小目标。该算法基于数学统计思想：计算相同极化方式下不同距离单元海杂波幅值的标准偏差,分析发现距离单元含有小目标主要回波的幅值的标准偏差明显大于距离单元只含有海杂波回波的幅值的标准偏差,而只含有海杂波的不同距离单元间标准偏差值变化较小,因此可以基于不同距离单元幅值的标准偏差的差值作为检测小目标的标准。实验证明,该算法可在没有任何先验知识条件下较准确地检测出海杂波背景下的小目标。     

一种时域滑窗多普勒后处理的STAP方法

一般的多普勒后处理方法忽视了相邻多普勒通道间数据的相关性,这将造成杂波协方差矩阵估计的不准,因此本文提出了一种联合相邻多普勒通道信息的空时自适应处理方法.该方法先通过时域滑窗后滤波的处理方式来降低杂波的自由度,再利用相邻多普勒门上数据相关性进行联合处理,最终构造出新的杂波协方差矩阵.该方法在提高时域自适应能力的同时减轻了空域杂波相消的负担,提高了处理器的性能,并消除因信息泄露带来的影响,以达到有效抑制地杂波的目的.通过对仿真和实测数据处理,证明了该方法的有效性.     

分数阶Fourier域低分辨雷达飞机回波的分形特性分析与目标分类

常规低分辨雷达体制下的目标分类与辨识是雷达目标识别领域的一个研究难点。研究表明,地、海、空等雷达杂波具有分形特性,不同类型目标会对回波分形特性产生不同的影响,但在强杂波背景下,回波的分形特性更多地表现为杂波的特性。作为一种非平稳信号分析工具,分数阶Fourier变换可以有效地获取目标回波信号的细节特征并充分抑制杂波,且具有快速算法。为此,论文立足于分形及其相关理论,拟从分数阶Fourier域对常规雷达飞机目标回波的分形特性进行分析,估计和分析其分形参数,并对分数阶Fourier域回波分形特征在飞机目标分类中的应用进行探讨。研究结果表明,在最优变换阶数下,分数阶Fourier域飞机目标回波具有显著的分形特性,且充分反映了目标的特性,分形测度分析可以揭示回波的动力学演化机制,且最优变换域回波分形特征可以有效用于飞机目标的分类和识别。     

基于多结构形态学的港口船舶检测方法

针对港口监控摄像机与船舶目标距离远,船舶目标成像小,海面噪声干扰大等特点,采用一种基于多结构元素形态学滤波的背景抑制算法.根据船舶的几何特征,采用多组结构元素的加权形态学滤波,将船舶目标与海面背景分离,然后利用基于邻域的自适应快速中值滤波滤除脉冲噪声,最后根据海面杂波在帧间运动不连续且面积较小等特点,利用连通域计算建立船舶的形态特征模型,来排除海面杂波对船舶检测的干扰.实验结果证明,该检测方法在实际港口获取的视频中,可以有效的抑制背景噪声和海面杂波,快速的检测出船舶目标.     

基于DSP的序列图像弱小运动目标检测

针对强杂波背景中的弱小运动目标检测问题,在分析弱小目标的运动特性在时频变换中表现出显著差异的基础上,采用两级滤波方法检测运动目标,提出了一种基于DSP的序列图像弱小运动目标检测方法.该方法首先对序列图像进行预处理、设置门限过滤噪声,然后根据目标和杂波的时频特征差异识别出弱小运动目标.实验结果表明,该方法可以很好地抑制噪...     

Clutter suppression and ground moving target imaging approach for hypersonic vehicle borne multichannel radar based on two-step focusing method

In this paper, a novel clutter suppression and ground moving target imaging approach is proposed for hypersonic vehicle (HSV) borne multichannel (MC) synthetic aperture radar (SAR) system. Compared with the traditional MC SAR ground moving target indication (GMTI) methods, the proposed algorithm can suppress clutter and decrease the moving target energy loss based on the improved MC clutter suppression method in the chirp Fourier transform (CFT) domain. Moreover, the moving target can be accurately focused by compensating the range curvature and the third order phase item. In addition, the motion parameters can be estimated precisely and the moving target can be focused accurately. Finally, the effectiveness of the proposed method is validated by the simulation examples.     

非正侧视机载雷达一种改进的多普勒频移算法

非正侧机载雷达的杂波分布随距离变化而变化,各距离单元的杂波分布不再满足独立同分布条件,导致统计型STAP处理器性能下降。多普勒频移（Doppler Warping,DW）算法沿主波束方向对杂波非均匀进行了补偿,但在其余方向上杂波非均匀依然存在,因而性能较差。提出了一种改进的非正侧视机载雷达杂波抑制算法——修正的多普勒频移法（Modified Doppler Warping,MDW）,先通过多普勒频移法使各距离单元的杂波谱在主波束方向重合,再沿多个多普勒通道使参考单元和检测单元的杂波谱保持一致,进一步消除非正侧视机载雷达的杂波非均匀程度。仿真结果表明,与原有方法相比,该方法的杂波抑制性能有明显提高,且运算量增加不多,是一种具有工程应用价值的方法。     

基于MUSIC谱估计的探地雷达回波处理方法

为了克服现有信号处理算法对探地雷达噪声及杂波滤除的不足,提出了一种基于MUSIC谱估计时域与频域联合滤波方法。利用常用的去直流波和均值滤波抑制方法进行雷达信号预处理,在此基础上,引入谱分析中信号子空间与噪声子空间的概念,将MUSIC算法与最小二乘法相结合来进行探地雷达杂波及噪声处理。仿真及实验结果表明,提出的回波处理方法可以有效地抑制雷达信号中的噪声和杂波,能提高测量数据的精度,具有较高的实用性和可用性。     

基于杂波特性的自动跟踪起始试验统计方法

Two test statistics based on clutter characteristics are derived. A tentative track is confirmed when the track-is-on-clutter hypothesis is rejected. A constant and known false track rate results when the assumptions of the null hypothesis are true. The first test statistic is based on the clutter density. A high probability of target detection is resulted when the expected distance to the nearest target peak is less than the expected distance to the nearest clutter peak. The second test statistic is based on the clutter amplitude. A high probability of target detection is resulted when the expected amplitude of the target peak is greater than the expected amplitude of clutter peaks. The behavior of the clutter-based test statistics is compared with the target visibility method, using simulated data. All track initiation methods are applied using a track updater based on probabilistic data association (PDA), extended to incorporate peak amplitude information, which is available.     

实测海杂波光电图像混沌特性研究

基于随机信号模型的光电图像海杂波抑制是目前海杂波背景下目标检测常用方法,检测性能不甚稳定。在分析混沌动力系统相空间重构的基础上,通过提取实际海杂波光电图像序列的关联维数和最大Lyapunov指数,检验海杂波是否具有混沌性。实验结果表明:海杂波光电图像序列具有有限的关联维数和正的最大Lyapunov指数,验证了海杂波光电图像序列的混沌特性。海杂波具有的混沌特性使得可采用短时间预测法抑制海杂波,为海杂波光电弱目标检测提供新的解决思路。     

依赖模板匹配纠错的混合跟踪算法*

经典均值漂移跟踪器(MST)和模板匹配跟踪器(TMT)在性能的许多方面具有强互补性。为利用这种互补性提高跟踪的可靠性,提出了一种混合跟踪算法(HTA)。HTA维持了颜色直方图和亮度模板两种目标模型,并分别以TMT和MST为主、辅跟踪器。当目标被遮挡或周围出现相似颜色模式的干扰物而造成主跟踪器错跟时,算法自动切换到辅跟踪器进行纠错;干扰消失或目标被重新捕获时,可自动切换到主跟踪器。实验结果表明,HTA对复杂跟踪环境适应性强且计算量不大。     

基于峰点相似性拟合的GPR双曲波提取方法

在探地雷达应用中,双曲波是地下目标识别以及位置、尺寸等重要参数获取的关键形态特征,由于受到复杂地下杂波因素的影响,双曲波呈现出模糊、混乱和不连续等形态,导致其提取复杂度高,难以统一建模。为了提高双曲波提取的鲁棒性,提出了一种基于峰点相似性拟合的双曲波提取方法(PSFE),针对双曲波时变特性,特别是图像中双曲波形态断裂问题,构造波形聚类模型,利用子波区域的相似性获得感兴趣的峰点集,通过拟合有效地将杂波与目标双曲波分离,降低算法对图像质量的依赖性,进而提高双曲波提取的鲁棒性。在模拟数据集和真实数据集中进行对比实验,以验证在不同类型图像下PSFE算法对双曲波提取的性能。实验表明,在复杂的背景噪声和杂波干扰环境下算法具有较强的可行性和鲁棒性。     

基于小波分析的SAR图像船舶目标检测

水上船舶目标检测对于海上安全和渔业资源管理具有重要意义。SAR图像存在相干噪声以及水面背景杂波的复杂性,传统方法对于弱目标检测存在困难。该文基于船舶目标像元的空间相关性和背景杂波在不同尺度小波变换域快速递减的规律,提出了一种利用静态小波变换分量空域和尺度相关运算对原始信号加权的目标检测方法。实验结果表明,该方法可有效地抑制背景杂波,提高对船舶目标的检测能力。     

脉冲多普勒雷达信号处理仿真系统研究

为了提高雷达信号处理系统性能,研究信号处理系统模型算法,构建了一个雷达信号处理系统仿真模型.在对雷达信号处理模型算法详细分析的基础上,利用Matlab工具实现对该算法模型的仿真验证.通过对仿真结果的分析,可以看出该算法能够准确提取目标的距离、速度信息,对杂波和噪声的抑制能力较强,验证了信号处理仿真系统模型的可行性和算法的可靠性.     

基于监督非相干字典学习的极化SAR图像舰船目标检测

提出了一种结构化非相干字典学习算法 (Structured incoherent dictionary learning, SIDL),并将该方法应用于极化SAR (Polarimetric synthetic aperture radar, PoLSAR)图像舰船目标检测. 在字典学习阶段,构建了一个新的目标函数,为了降低子字典对交叉样本的稀疏表示能力, 将子字典对交叉样本的重构能量约束及子字典互相干性约束加入到字典学习目标函数中. 通过这两个约束, 降低了子字典对交叉样本的表示能力,目标和杂波的极化特征矢量在学习获得的字典下具有良好的区分特性. 该方法不依赖于目标后向散射能量,只利用学习获得的极化字典,根据测试样本在极化字典下的稀疏表示进行目标的检测. 实验采用RADARSAT-2数据进行了验证,对比实验结果表明,本文提出的方法可以更好地抑制杂波,对弱小目标实现检测,获得了更好的检测效果.     

基于小波变换的雷达回波信号去噪方法研究

为了准确识别雷达回波信号中的目标信号,木文将小波变换引入到雷达回波信号处理,对回波信号进行分解、重构以及滤波器设计,去除雷达信号中的噪声,采用MATLAB软件进行系统仿真,结果表明,采用小波变换mallat算法对探地雷达回波信号进行目标识别具有较好的时频分辨率,且可抑制杂波,去除噪声,能很好的识别目标信号,具有很好的应用前景。     

基于CFSFDP的箱粒子CPHD扩展目标跟踪

针对当前扩展目标跟踪量测划分方法中,距离划分存在划分数过多、计算复杂度高的问题,本文将密度峰值快速聚类算法CFSFDP (Clustering by Fast Search and Find of Density Peaks)与箱粒子势概率假设滤波器(Box Cardinalized Probability Hypothesis Density filter,Box-CPHD)相结合,提出基于CFSFDP的箱粒子CPHD扩展目标滤波算法.该算法采用CFSFDP进行量测划分,基于量测信息密度的不同可以有效划分区间量测,并剔除杂波量测,然后采用箱粒子CPHD进行预测更新和目标状态估计.仿真实验表明与经典的距离划分方法相比,在箱粒子CPHD扩展目标算法流程中采用CFSFDP进行量测预处理,CFSFDP在达到同等效果的前提下,运行时间明显减少;在剔除杂波之后的高杂波环境下,杂波的变化只影响距离划分的运算时间而不再影响CFSFDP划分,采用CFSFDP处理量测信息可以有效提高运行效率和算法实时性,剔除杂波之后在一定程度上提高了目标位置估计精度.     

Ground moving target detection and location based on SAR images for distributed spaceborne SAR

In recent years, a new concept of spaceborne SAR implementation has been propos- ed[1,2], i.e., the distributed (constellation) spaceborne SAR implementation in which sev-eral formation-flying small satellites (or micro-satellites) cooperates to perform multiple missions. The coherent combination of ground echoes acquired by all small satellites can significantly improve the performance of ground moving target indication (GMTI), SAR mapping, interferometric SAR (InSAR), etc. Since the …     

一种全谱域的机载前视阵雷达杂波补偿方法

机载前视阵雷达近程不同距离门杂波的方位-多普勒分布不同,导致杂波具有强烈的距离依赖性,从而使得杂波噪声协方差矩阵估计不准确,空时自适应处理（STAP）的杂波抑制性能严重下降。针对该问题,提出了一种全谱域的杂波距离依赖性补偿方法。以雷达先验参数知识为基础重构各距离门的杂波协方差矩阵,对重构的杂波协方差矩阵向参考距离门进行一定变换,进而实现全谱域的补偿。仿真实验结果证明了该方法的有效性。