[发明专利]一种基于阴影Video-SAR中感兴趣目标跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于阴影Video‑SAR中感兴趣目标跟踪方法，它是通过建立了一个全新的网络——指导锚孪生网络，包括孪生子网络、指导锚子网络和相似性学习子网络三个部分，利用SAR图像动目标阴影灰度特性稳定、位置不发生偏移等优点，来实现基于阴影的Video‑SAR任意感兴趣运动目标跟踪；同时使用指导锚子网络(GA‑SubNet)来提升跟踪精度，抑制虚警，生成稀疏的更符合SAR动目标阴影形状的锚本发明在公知的桑迪亚国家实验室数据集上的跟踪精度为60.16％，跟踪速度为每秒32帧。与其他先进的Video‑SAR中动目标跟踪技术相比，本发明实现了很高的Video‑SAR中动目标跟踪精度。

技术领域

本发明属于合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像解译技术领域，涉及一种 基于阴影Video-SAR中感兴趣目标跟踪方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)是一种能够全天时、全天候工作的主动式遥感技术。与光学传感 器相比，SAR可以穿透云雾，在恶劣的气象条件下也可以完成观测任务。SAR已成为当今对 地观测的重要手段，在地形图像生成、目标探测与侦察、国土资源勘查和自然灾害监测等国 民经济得到越来越广泛的应用。详见文献“张庆君,韩晓磊,刘杰.星载合成孔径雷达遥感技术 进展及发展趋势[J].航天器工程,2017,26(06):1-8.”。

视频合成孔径雷达(Video-SAR)技术使SAR图像序列具有像动画一样的显示效果，具有 直观连续的观测目标运动信息的优势，在SAR动目标跟踪方面具有非常重要的应用价值。视 频SAR的动目标全天候、全天时的检测与跟踪能力在军事上对于战场敌情侦测占领主动权 具有重大的战略意义，在军事上可以很好的提升战争中的精准打击能力和预警能力，因而具 备巨大的研究价值和前景，并且在民用领域如在复杂气候交通检测以及自然灾害勘测等场景 具备不可替代的监测作用。详见文献“余正顺.基于阴影的视频SAR动目标检测跟踪算法研 究[D].电子科技大学,2021.”。

Video-SAR图像中动目标的真实位置处会出现阴影，阴影是动目标的遮挡(没有能量反 射)，具有灰度特性稳定、位置不发生偏移等优点，因此，借助运动目标的阴影实现目标跟 踪已成为最受关注的手段。详见文献“丁金闪.视频SAR成像与动目标阴影检测技术[J].雷 达学报,2020,9(2).”。

目前现有基于Video-SAR中目标阴影的目标跟踪方法已经从多角度实现了动目标的跟 踪，取得了不错的跟踪效果。然而由于存在不易区分与阴影相似的背景，以及基于外观特征 的方法不易获取任意类别目标训练样本等问题，Video-SAR中任意感兴趣目标的跟踪仍然是 一个挑战。

因此，为了解决现有技术虚警率高，跟踪精度低等问题，本发明提出了一种基于阴影 Video-SAR中感兴趣目标跟踪方法。

发明内容

本发明属于合成孔径雷达(SAR)图像解译技术领域，公开了一种基于阴影Video-SAR 中感兴趣目标跟踪方法，用来解决虚警率高，跟踪精度低的问题。该方法设计了一种全新的 网络——指导锚孪生网络，包括孪生子网络、指导锚子网络和相似性学习子网络三个部分， 从而降低虚警率，提高动目标跟踪精度。在公知的桑迪亚国家实验室数据集上的实验结果， 与其他先进的Video-SAR中动目标跟踪技术相比，本发明实现了最先进的Video-SAR中动目 标跟踪精度。

为了方便描述本发明的内容，首先作以下术语定义：

定义1：经典桑迪亚国家实验室数据集