[发明专利]一种海杂波图像下基于最小区间思想的海浪主波周期反演方法

摘要

本发明属于海杂波图像下海浪参数分析技术领域，具体涉及一种海杂波图像下基于最小区间思想的海浪主波周期反演方法。本发明包括：基于雷达采集32幅空间域的连续海杂波图像，选取分析区域构成子图像序列；对子图像序列进行3维傅里叶变换得到三维图像谱；根据色散关系构造带通滤波器，滤除三维波数频率图像谱中的非海浪信号，并积分获得二维海浪图像谱；利用调制传递函数，计算二维海浪波数谱：计算二维频率方向谱和一维频率谱；计算包含海浪一维频率谱总体能量的80％的最小频率估计区间；计算主波频率；计算主波周期。发明克服了现有主波周期反演算法当海浪一维频率谱为非单峰、不平滑时对频率区间估计不准确的不足。

主权项

一种海杂波图像下基于最小区间思想的海浪主波周期反演方法，其特征在于：(1)基于雷达采集32幅空间域的连续海杂波图像，选取分析区域构成子图像序列；(2)对子图像序列进行3维傅里叶变换得到三维图像谱F(3)(kx,ky,ω)；F(3)(kx,ky,ω)=|Σx,y,tI(x,y,t)·e-i·(kx·x+ky·-ω·i)|2]]>其中，ω是角频率，表示二维波数向量，kx、ky分别是波数向量在x,y方向上的分量,t是时间坐标；(3)根据色散关系构造带通滤波器，滤除三维图像谱中的非海浪信号，并积分获得二维海浪图像谱F(2)(kx,ky)；滤波器为：其中Bn=(ω-Δω2-Umaxω2g)2g-2Δk2]]>Bp=(ω+Δω2+Umaxω2g)2g+2Δk2]]>其中，Δω为频率分辨率，Δk为波数分辨率，当Bn为负值时，令Bn＝0，最大流速为Umax；二维图像谱F(2)(kx,ky)通过对ED(kx,ky,ω)在ω域进行积分得到F(2)(kx,ky)＝∫ω＞0ED(kx,ky,ω)dω其中，的方向就是相位速度的方向；(4)利用调制传递函数|M(k)|2，计算二维海浪波数谱：E(2)(kx,ky)＝|M(k)|2F(2)(kx,ky)；(5)计算二维频率方向谱和一维频率谱：θ＝atan2(ky,kx)+2·πatan2(.)为反正切函数；(6)计算包含海浪一维频率谱S(f)总体能量的80％的最小频率估计区间[fβ,fα]：(6.1)定义一维频率谱S(f)的上α分位点fα：pα=∫fα+∞S(f)df∫0+∞S(f)df=α;]]>(6.2)求解最小值：min{fα‑fβ}，s.t.P{f≤fβ∪f≥fα}＝pα+1‑pβ＝0.2，0≤α≤1，0≤β≤1，其中，fα和fβ分别为海浪一维频率谱S(f)的上α和β分位点；(7)计算主波频率fp：fp=∫fβfαS(f)fdf∫fβfαS(f)df;]]>(8)计算主波周期Tp＝1/fp。