[发明专利]一种基于图像处理的杂波图分区方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达杂波图分区方法，特别涉及一种基于图像处理的雷达杂波图分区方法。

背景技术

雷达回波不仅包括大量的目标信息，同时也包括地物杂波、海杂波、气象杂波、干扰等信息。在雷达工作时，通常将周围环境中的杂波回波幅度按照距离和方位二维平面有序地存储下来，从而建立杂波图。利用杂波图存储每个距离-方位单元的背景杂波功率，对不同扫描周期的估计值分别作迭代平均处理，计算杂波背景估值。

建立雷达回波杂波图并进行杂波分区意义重大。杂波分区具有以下作用：

(1)通过对杂波图进行分区和杂波特性分析，可以进行杂波功率估计、杂波分布判定、干扰类型判定等。

(2)通过对杂波强弱分布进行杂波分区，能区分无杂波区、弱杂波区、强杂波区和超强杂波区，不同的杂波区域决定进行相参积累滤波器的权系数，能够获得最大积累增益。通常，在无杂波区采用等权滤波器，在杂波区采用加权的滤波器。

(3)杂波分区决定不同区域的目标检测方法：不同杂波类型采用不同的处理方式，噪声区采用慢门限检测，地杂波区采用超杂波检测，干扰区、云雨杂波区采用恒虚警检测。

(4)决定目标检测门限：不同的杂波区，不仅要采用特定的目标检测方法，并且采用特定的检测门限设置。随着杂波环境的变化，杂波图不断更新，这种情况下杂波分区也需要更新并带来检测门限的调整。门限调整必须满足恒虚警率准则，门限变化值与实际的杂波分布有关。

现有的杂波图分区多采用零频道分区方法，存在以下的缺点：

(1)零频道分区判定杂波类型，用于决定所有通道的信号检测算法和检测门限；零频道地杂波区常采用超杂波检测，能够消除地杂波，提高检测能力，但是其他频道对应区域的杂波特性不再是地杂波特性，利用超杂波检测方法不再合适。

(2)现有杂波图分区都是基于信号幅度起伏更新，更新方式单一，对信号特性信息的利用有限。

(3)数据起伏导致杂波分区区域的连通性能差，离散的分区点太多，带来较多的杂波背景估计误差。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于图像处理的杂波图分区方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于图像处理的雷达杂波图分区方法,包括如下步骤：

步骤(1)，计算雷达作用距离和波束宽度，确定杂波图划分方式和分辨单元；

步骤(2)，统计杂波图单元内的杂波信号强度，确定迭代系数，对同一杂波图单元在不同扫描圈得到的杂波统计平均值进行迭代更新，计算平均杂波强度估值；

步骤(3)，对杂波图数据进行中值滤波，通过中值滤波消除图像中估值过大或者过小的异常点；数据经过中值滤波处理后提够抑制干扰，提高杂波特征估计的准确性。

步骤(4)，杂波图分区：首先在待分区的区域中，选择任意一点作为初值点，若初值点的8邻域内的点与初值点的灰度差满足给定阈值，则该点与初始点连通为新区域，完成第一次扩展；对新区域的所有点进行8邻域连通检测，即依次将当前点与其8邻域内的点的灰度差满足给定阈值的点连通完成第二次扩展形成新的连通区域，更新带分区的区域；对于每次更新后的区域内的所有点都进行8邻域连通检测，直到连通区域内的点不再增加，完成杂波区域划分；以初值点的领域点集合开始特征判定，初值可以在待分区的区域中灵活选取。根据灰度差异作为相似性判定准则原则，初值点的8领域内的点与该点的灰度的差值满足一定的阈值，则该点与A点合并，实现杂波区域搜索和扩展。相似性判定准则不仅可以是杂波背景的功率值，还可以是图像的纹理、颜色、亮度值、信号分布类型、面积大小、聚集密度等。

步骤(5)，杂波图检测单元扩展：对杂波单元进行杂波强度估计时,需同时判断其距离相邻、方位相邻的其他8个单元，最终将9个单元的判断结果进行选大运算,作为杂波背景的最终估值；

步骤(6)，杂波图检测：利用杂波图检测单元扩展信息，形成杂波检测门限，进行雷达目标检测。

在上述步骤(4)中，扩展终止条件为：通过反复迭代方式对初始点的邻域进行搜索判定，若经反复判定后扩展区域不再增加，则判定搜索到区域边缘，杂波图分区停止，完成杂波图分区。