[发明专利]一种ISAR图像空中目标长度特征提取方法

说明书

本发明提出了一种ISAR图像空中目标长度特征提取方法，可用于雷达空中目标识别。其实现步骤包括：1)对ISAR图像进行预处理；2)获取方位维与距离维分辨率相等的感兴趣区域ROI图像；3)获取感兴趣区域ROI图像的二值图像；4)获取二值图像横条纹噪声抑制后的二值图像；5)获取二值图像中的空中目标长度特征的提取结果。本发明采用高斯滤波方法对感兴趣区域ROI图像进行平滑滤波，使图像中的目标平滑、连续且完整，且能够较好的保持目标真实的形状信息，有效提高了ISAR图像空中目标长度特征提取的精度。

技术领域

本发明属于雷达图像处理领域，涉及一种ISAR图像空中目标长度特征提取方法，可实现空中目标长度特征的提取，可用于雷达空中目标识别。

背景技术

目标识别主要分为光学手段和雷达手段。其中，光学手段是一种传统的探测手段，技术比较成熟，主要依靠目标的反射光来对目标进行监视，因此受昼夜和天气的影响比较大。相比于光学手段，雷达手段则是通过主动向空间发射电磁波，利用接收到的回波来完成目标的监视，所以能够有效克服昼夜及天气环境的影响，具有全天时、全天候、24小时不间断监视目标的特点，且随着雷达技术的发展，雷达不仅可以对目标进行检测、跟踪及定位，还能够实现对目标的高分辨成像。雷达成像技术早在20世纪50年代就有人提出，根据成像原理的不同可以分为：合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)和逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)。其中逆合成孔径雷达成像是雷达保持不动，通过发射宽带电磁波并利用目标与雷达的相对运动可实现对运动目标如飞机、导弹、卫星、舰船的二维成像得到目标的ISAR图像，通过二维ISAR 图像可以刻画目标大小、形状、结构及姿态等细节信息，利用这些信息可以实现对目标属性、类别或类型的判别，为雷达目标特征提取及分类识别提供有力支撑。

由于目标的外形尺寸特征如目标长度、面积、轮廓等具有直观性、分辨性、易于提取并且具有明确的物理意义，因此被广泛的用于ISAR图像目标特征提取，其中，目标的长度特征是目标分类识别的有效特征之一，目标长度特征提取结果的精度是评判目标长度特征提取方法的一个重要指标，精度越高，表明此种方法性能越优。

现有技术中，ISAR图像目标长度特征提取方法主要是针对舰船目标，通过对ISAR图像进行斑点噪声抑制、横条纹干扰抑制、形态学滤波和图像分割操作，提取出图像中的舰船目标，然后利用主成分分析(PCA)法提取舰船目标的长度特征。该方法利用形态学滤波的方法对图像中的舰船目标进行填充和连接，提高图像中目标的连通性，使图像中的目标连续且完整。

相比于舰船目标，空中目标的ISAR图像中的散射点更加稀疏、离散，因此该方法对空中目标进行长度特征提取时，需要采用较大的结构元素进行形态学滤波才能对图像中的空中目标实现充分的填充和连接，但由于结构元素过大会使得图像中的空中目标被过度连接和填充，引起图像中的空中目标失真，会严重影响 ISAR图像空中目标长度特征提取的精度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提出了一种ISAR图像空中目标长度特征提取方法，用于解决现有技术中存在的ISAR图像空中目标长度特征提取结果精度较低的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：

(1)对ISAR图像进行预处理：

(1a)获取包含有空中目标的大小为m×n的ISAR图像A，A的行维对应的距离维的分辨率为P_r，列维对应的方位维的分辨率为P_a，并对A的原始复数据取模值，得到A的幅度图像A′，其中，m≥100，n≥100；

(1b)对A的幅度图像A′进行归一化，得到像素幅度为0～255的灰度图像I，并提取I中大小为m′×n′的感兴趣区域ROI图像I′，其中，30≤m′≤m， 30≤n′≤n；