[发明专利]基于直流分量比测度的海陆杂波场景分割方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种海陆杂波场景分割方法，可用于岸基雷达条件下的海陆杂波场景分割。

背景技术

海杂波背景下的目标检测技术是雷达应用技术中一个至关重要的研究方向，在军事和民用领域已经得到广泛应用。当雷达在对海模式下工作时，扫描场景复杂并且范围较大，雷达回波中往往包含着各种类型的杂波，包括海杂波、地杂波、岛礁杂波、近海杂波等。地杂波和岛礁杂波回波强度较强，严重影响着海杂波背景下的目标检测，复杂的杂波场景和杂波特性构成了海面目标检测的主要障碍。因此，在海面目标检测前，对海陆杂波场景进行分割是必须的预处理。通过海陆杂波场景分割将雷达回波杂波场景中陆地及岛礁部分给分离出去，在目标检测的过程中，地杂波和岛礁杂波被排除，减少了地杂波和大型岛礁杂波对海杂波背景下目标检测的影响。海陆杂波场景分割的质量将直接影响海杂波背景下目标检测性能的好坏。

海陆杂波场景分割是在分析雷达回波数据的基础上对杂波场景进行分割。不同于传统的图像分割方法，雷达杂波场景的分割包括了转化雷达数据成灰度图像和灰度图像分割两部分。在海陆混合的复杂杂波场景中，由于海态、水深、盐度、温度等环境因素和雷达波束入射角、波束宽度等雷达参数对杂波强度的影响，杂波回波功率在很大的动态范围内变化，仅仅依靠杂波功率测度进行海陆杂波场景分割是不可行的。由于载机运动，回波多普勒偏移随着方位角变化，依靠多普勒频率测度的海陆杂波场景分割往往是高计算代价的，难以满足实时海陆杂波场景分割的要求。如果利用人工的方法直接对杂波场景进行描绘分割，费时费力，将带来巨大的工作量，无法满足实时的场景分割要求。

近年来，很多研究者对海陆分割方法进行着深入的研究，提出了一些基于特定理论的海陆分割方法。文献“艾国红，万寿红，岳丽华.基于多特征动态融合模型的海陆分割算法[J].电子技术.2011,3:52-57.”中对图像的特征进行提取和融合得到综合特征图，然后对综合特征图像进行阈值分割和映射及边缘处理。该方法中提到的综合特征只包括纹理特征和灰度特征，当图像较为复杂时，即海面灰度值与陆地灰度值相近时，就很难从纹理特征和灰度特征中区分海面区域和陆地区域。文献“单子力，王超，张红.基于优化活动轮廓模型的SAR影像海陆分割方法研究[J].计算机应用研究.2011,28(6).”中提出了一种以活动轮廓模型为基础的海陆自动分割方法，将图像的边缘和区域统计信息融合到能量函数中，在此基础上进行图像分割，该方法是通过提取图像中的某些特征来进行海陆分割，但当海面情况较为复杂时，他们所提取出的图像特征都无法很好的区分陆地和海洋，很难得到较好的分割效果。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于直流分量比测度的海陆杂波场景分割方法，以实现岸基雷达条件下，海陆杂波场景的快速、实时分割，提高分割的质量。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

(1)利用雷达发射机发射脉冲信号，利用雷达接收机接收经过海面散射形成的回波数据，该回波数据的每个分辨单元中的回波序列为X：

X＝[x₁,x₂,...,x_i,...,x_N]，

其中x_i表示第i个回波数据，N表示脉冲数；

(2)利用回波数据中每个分辨单元中的回波序列X计算每个分辨单元中的直流分量比，得到所有分辨单元的直流分量比矩阵W：

2a)计算回波数据中每个分辨单元的回波序列X的直流分量s_jk：