[发明专利]一种基于分段分类增强处理的生命信号增强方法

说明书

本发明公开了一种基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，去除超宽带雷达回波信号背景杂波，利用模拟场景仿真数据选出目标信号配准块，利用滑动窗口判断实测窗口与配准块是否匹配，对雷达信号矩阵进行分类分段去噪、增强，在对处理后的结果进行多帧加权处理，最后用局部归一化法增强远距离信号，得到最终增强的信号矩阵用于定位探测生命体。本发明实现了对生命信号的增强，通过对不同类型的信号矩阵块做不同的处理，有效地针对信号的类型进行去噪、增强，利用相邻帧进行修正，并对远距离信号的幅度进行增强，使目标信号的位置在时域和频域都更为明显精确，从而为后续检测提供保证。

技术领域

本发明属于雷达生命微弱信号增强技术领域，具体涉及一种基于分段分类增强处理的生命信号增强方法。

背景技术

当遇到地震、泥石流、火灾等自然灾害时，大量房屋倒塌，可能会造成人员掩埋，同时，由于潜在威胁的影响，实现救援需要一定的非接触式检测技术来探测该区域是否存在生命体信息，如何快速、准确、有效地检测出废墟下的生命体就显得尤为重要。

在救援过程中，由于被困人员的存在、位置和人数均不确定，如何快速寻找生命体并对其定位是组织救援行动的主要问题，为了提高救援效率、节省救援成本，利用超宽带雷达电磁探测来判断生命信号。超宽带雷达的生命信号电磁探测利用电磁波反射原理，由于其具有高距离分辨率、强穿透特性，可以穿透障碍物(例如墙、碎石)捕捉人体极其微弱的运动信息来识别判断是否有目标，提取目标的生命信息。

在实际救援过程中，因为人体生命信号产生的运动较为微弱，而周围环境中又有静物的干扰、其他非目标的微动扰动，由于各种噪声的干扰，接收回波的信噪杂比低，同时，由于雷达探测距离内有运动散射体的存在，各种不稳定因素严重影响生命微动信号的检测，因此，对接收到的超宽带雷达回波信号进行合理有效的去噪、增强处理，直接影响了探测生命体是否存在及定位的准确度。

在现有众多技术方法中，都是对信号矩阵中所有数据进行处理，不能具有针对性地对目标信号进行处理，为了更好的检测出生命信号，设计有效的生命信号增强算法。在处理雷达回波数据时，针对实测数据进行分类，不同类别分别进行增强处理，以期望得到更符合预期、突出目标信号的处理结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，通过模拟数据与实测数据之间的匹配度进行分段分类，并对不同类型的区域进行不同的增强处理，实现针对性地增强远距离生命信号的雷达数据处理方法。

本发明采用以下技术方案：

一种基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，去除超宽带雷达回波信号背景杂波，利用模拟场景仿真数据选出目标信号配准块，利用滑动窗口判断实测窗口与配准块是否匹配，对雷达信号矩阵进行分类分段去噪、增强，在对处理后的结果进行多帧加权处理，最后用局部归一化法增强远距离信号，得到最终增强的信号矩阵用于定位探测生命体。

具体的，包括以下步骤：

S1、应用一收一发式超宽带雷达采集回波数据，快时间采样M点，慢时间取N个帧道数据，得到M×N的信号矩阵R，将其作为雷达原始数据；

S2、对原始数据R进行背景杂波去除处理，得到预处理后的信号；

S3、模拟仿真同样场景，仿真某一设定距离的目标信号，得到回波数据，进行与步骤S2相同的预处理过程，取其部分数据作为数据的配准块；

S4、使用滑动窗搜索来对步骤S2得到的信号矩阵进行分段分类，通过与配准块之间匹配，对不同类别的区域进行不同的去噪及增强过程；

S5、建立多帧加权模板对步骤S4得到的信号矩阵进行多帧加权滤波处理；

S6、对步骤S5得到的信号矩阵分段进行归一化得到最终增强后的信号矩阵。