[发明专利]一种表层穿透雷达双曲线目标检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种表层穿透雷达双曲线目标检测方法及装置，通过预置点分割阈值，将表层穿透雷达接收信号的B‑scan图像转换的二值图像中孤立的像素点去除，清除二值图像中的零散的像素点，再通过寻找二值图像中的上开口和下开口区域，提取二值图像中的目标区域，最后将二值图像中非聚类的像素点去除，并将两个双曲线之间的交叉区域的像素点去除，使得二值图像中虚假目标区域被去除，更精确和完整地提取表层穿透雷达目标检测中存在的双曲线目标，解决了现有的表层穿透雷达双曲线特征的提取方法存在的双曲线的提取精度不高，背景目标的去除存在的不足的技术问题。

技术领域

本发明涉及表层穿透雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种表层穿透雷达双曲线目标检测方法及装置。

背景技术

表层穿透雷达(SPR)作为一种非破坏性探测手段，已广泛应用于探测隐蔽区域的未知目标，例如埋藏的地雷、路面下的管道、有障碍物时的手势识别等。表层穿透雷达是一种非接触式探测仪器，利用不同遮蔽介质电磁特性的差异，通过发射高频电波并接受其反射信号实现对遮蔽环境的探测。上世纪九十年代以来，随着超宽带雷达技术逐步发展成熟，针对浅层遮蔽的小目标的探测(如薄板后的手势识别雷达)才变为可能。

表层穿透雷达一般采用类似Ricker子波的雷达脉冲，具有一定的雷达脉冲宽度，因此被测目标所成像的双曲线在图像上呈现一定的宽度和成对出现的图像特征。这就可以将被测目标的定位提取问题转换为成对双曲线的提取问题。而提取双曲线的特征也是图像特征信息提取的重要组成部分，是解决表层穿透雷达探测数据处理中许多复杂问题的一条重要途径。

传统的表层穿透雷达特征提取主要包括：边缘检测和Hough变换提取双曲线特征。现有的表层穿透雷达双曲线特征的提取方法存在双曲线的提取精度不高，背景目标的去除存在不足的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种表层穿透雷达双曲线目标检测方法及装置，解决了现有的表层穿透雷达双曲线特征的提取方法存在的双曲线的提取精度不高，背景目标的去除存在的不足的技术问题。

本发明提供了一种表层穿透雷达双曲线目标检测方法，包括：

S1、获取去除直达波后的表层穿透雷达接收信号的B-scan图像；

S2、对B-scan图像进行预处理，将B-scan图像转换为二值图像；

S3、根据预置点分割阈值，将二值图像中非点分割的像素点去除，得到初次处理后的二值图像；

S4、逐行遍历二值图像，当二值图像中上开口或下开口的一条边所占列数小于预设阈值时，将所述边包含的像素点去除，得到二次处理后的二值图像；

S5、再次逐行遍历二值图像，将二值图像中非聚类的像素点去除，并将二值图像中两个双曲线之间的交叉区域的像素点去除，得到三次处理后的二值图像；

S6、逐列遍历二值图像，确定二值图像中像素点的中位数，并根据像素点的中位数进行双曲线的拟合，根据拟合后的双曲线在B-scan图像中确定目标的位置。

可选地，所述步骤S2具体包括：

S21、将B-scan图像转化为灰度图像；

S22、通过二维最大熵阈值分割法将灰度图像分割为二值图像。

可选地，所述步骤S2还包括：

S23、通过膨胀算子和腐蚀算子对二值图像进行预处理，去除二值图像中的不规则区域。

可选地，所述步骤S5具体包括：

S51、再次逐行遍历二值图像，将二值图像中上一行存在至少两个与下一行重叠的点分割，下一行存在一个点分割的上开口点分割的开口起始位置保存至第一数组中；