[发明专利]一种基于被动干涉微波图像的海面目标探测方法及系统

权利要求书

1.一种基于被动干涉微波图像的海面目标探测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

图像差分检测步骤：被动干涉微波图像减去相邻间隔的被动干涉微波图像获得微波辐射差分图像，以确定微波辐射差分图像中是否存在目标以及目标所在的图像帧范围；

背景对消检测步骤：根据图像差分检测步骤中的所确定存在目标的图像以及目标所在的范围，将存在目标的被动干涉微波图像减去无目标存在的被动干涉微波图像，获得背景对消检测图像；

目标标识步骤：基于背景对消检测步骤获得的背景对消检测图像，若背景对消检测图像中存在亮温异常点，则被标识为可疑目标，获得目标标识图像；

目标航迹图步骤：对于背景对消检测步骤中确定目标所在的图像帧范围内所有被动干涉微波图像采用背景对消检测步骤获取对应的背景对消检测图像，采用目标标识步骤对背景对消检测图像进行目标标识，然后再将该目标的所有的目标标识图像作和操作，获得目标航迹图；

目标信息提取步骤：根据背景对消检测图像和目标标识图像确定目标的大小、航速和航向信息。

2.根据权利要求1所述的基于被动干涉微波图像的海面目标探测方法，其特征在于：在图像差分检测步骤中，微波辐射差分图像的公式如下：

其中，θ为图像像素点方位坐标，为图像像素点俯仰坐标，和分别表示t₀和t₁时刻系统获得的被动干涉微波图像，和分别表示t₀和t₁时刻的海洋背景的被动干涉微波图像，δ表示狄拉克冲击函数，θ₁为某一图像像素点方位坐标，为某一图像像素点俯仰坐标，和分别表示t₀和t₁时刻的目标的被动干涉微波图像，表示t₀ 时刻微波辐射亮温图像的噪声。

3.根据权利要求1所述的基于被动干涉微波图像的海面目标探测方法，其特征在于：在背景对消检测步骤中，背景对消检测图像的表达式如下：

其中，表示t时刻的目标的被动干涉微波图像，表示t时刻的海洋背景的被动干涉微波图像，θ为图像像素点方位坐标，为图像像素点俯仰坐标，θ₀为某一图像像素点方位坐标，为某一图像像素点俯仰坐标，为t时刻的海洋背景的被动干涉微波图像噪声。

4.根据权利要求1所述的基于被动干涉微波图像的海面目标探测方法，其特征在于：在目标标识步骤中，目标标识图像的表达式如下：

其中，为背景对消检测图像，表示对应综合孔径微波辐射亮温图像的目标标识；1表示在像素点存在目标，0表示在像素点不存在目标，是海洋表面；σ表示被动干涉微波图像的标准差；N表示的是一个尺度因子，当N较大时，虚警率越低、探测概率越低，相反，虚警率越高、探测概率越高。

5.根据权利要求4所述的基于被动干涉微波图像的海面目标探测方法，其特征在于：在目标航迹图步骤中，目标航迹图为：

其中，t₁…t_m表示目标所在的帧范围。

6.根据权利要求4所述的基于被动干涉微波图像的海面目标探测方法，其特征在于：在目标信息提取步骤中，根据背景对消检测图像和目标标识图像确定目标的大小、航速和航向信息具体包括如下步骤：

根据背景对消检测图像区域的大小和形状得到该目标的大小和类型；

将该目标标识图像的运动方向和速度加上被动干涉微波成像仪的运动方向和速度得到该目标的航速和航向信息。

7.根据权利要求1所述的基于被动干涉微波图像的海面目标探测方法，其特征在于：在目标标识步骤中，若背景对消检测图像中存在亮温异常点，则被标识为可疑目标，包括如下步骤：

背景对消检测图像中像素点的亮温值大于被动干涉微波图像标准差的N倍，则该像素点被标记为1，作为可疑目标的标识，否则标记为0；其中，背景对消检测图像中像素点的亮温值为目标被动干涉微波图像与背景被动干涉微波图像的亮温差值。