[发明专利]一种基于图熵的海杂波背景下弱目标检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于图熵的海杂波背景下弱目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用雷达接收的回波数据从频域上的图信号的邻接矩阵中提取信息熵特征；

基于图熵的弱目标检测器，获得目标检测结果对比分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于图熵的海杂波背景下弱目标检测方法，其特征在于，所述从频域上的图信号的邻接矩阵中提取信息熵特征的方法为：

雷达回波频域上的图信号表示为：

G＝(V,E)

其中，V为图的顶点集，E为边集，e_δβ表示顶点v_δ到顶点v_β的边，v_δ,v_β∈V，δ,β∈[0,γ]；根据e_δβ生成图的边集E＝{e_δβ|δ,β∈(γ+1)×(γ+1)}，γ为量化等级数；

边集E中每条边出现的次数计算顶点集中各个顶点之间的连通密度：

ω_δβ＝∑e_δβ

其中，ω_δβ表示顶点v_δ与顶点v_β之间的连通密度；

根据顶点之间的连通密度获得海面目标图的邻接矩阵A：

将邻接矩阵A转变为向量a

a＝vec(A)

去除a中的值为0的孤立点，形成新的向量

表示对删去向量中元素值为0的点，的长度为L，中每个元素的概率p(l)计算为：

其中，连通图的信息熵GE表示为：

3.根据权利要求1所述的一种基于图熵的海杂波背景下弱目标检测方法，其特征在于：基于图熵的弱目标检测器实现，获得弱目标检测结果，所述弱目标检测结果的表达式为：

其中，H₀和H₁为海面目标检测结果，H₀表示雷达获得的海面回波幅度序列中不存在目标，H₁表示雷达获得的海面回波幅度序列中存在目标，ζ为基于杂波特征确定的检测统计量。

4.根据权利要求1所述的一种基于图熵的海杂波背景下弱目标检测方法，其特征在于，所述获得雷达接收的回波数据的具体方法为：利用雷达获得海面回波幅度序列，并对海面回波幅度序列进行预处理，获得预处理后的回波幅度数据。

5.根据权利要求4所述的一种基于图熵的海杂波背景下弱目标检测方法，其特征在于，所述预处理包括频域转换、归一化处理和均值量化处理。

6.根据权利要求5所述的一种基于图熵的海杂波背景下弱目标检测方法，其特征在于，对海面回波幅度序列进行预处理的步骤包括：

基于海面回波幅度序列进行快速傅里叶变换，获得频域变换后的回波幅度数据，公式如下：

其中，F(k)表示频域变换后的第k个回波幅度数据，x(n)表示海面回波幅度序列中的第n个脉冲回波数据的幅度，k＝1,2,…,N，n＝1,2,…,N，N为海面回波幅度序列中脉冲回波数据的数量；

基于最大最小标准对频域变换后的回波幅度数据进行归一化处理，获得归一化后的回波幅度数据，公式如下：

其中，U(k)表示归一化后的第k个回波幅度数据，θ_max表示频域变换后的回波幅度数据中的最大值，θ_min表示频域变换后的回波幅度数据中的最小值，

根据量化间隔1/γ对归一化后的回波幅度数据进行均匀量化处理，获得量化后的回波幅度数据，公式如下：

其中，Q(k)表示量化后的第k个回波幅度数据，即第k个预处理后的回波幅度数据，i为回波幅度数据的量化值，γ为量化等级数。

7.一种基于图熵的海杂波背景下弱目标检测装置，其特征在于，包括：

特征提取模块，用于对雷达接收的回波数据从频域上的图信号中提取信息熵特征；

目标检测模块，用于基于图熵的弱目标检测器，获得海面目标检测结果。