[发明专利]一种舰船ISAR图像结构特征提取方法

摘要

本发明属于对舰船目标进行ISAR成像仿真技术领域，尤其涉及对舰船目标的甲板长度和甲板宽度等结构特征进行提取。本发明首先利用散射点模型对舰船目标进行仿真，然后模拟海杂波环境下的舰船目标的ISAR成像，最后对ISAR图像进行预处理，同时得到舰船目标的结构特征(甲板长度、甲板宽度)。本发明解决了复杂海杂波环境下对舰船目标结构特征提取的问题，对不同角度的舰船目标的结构特征提取均有不错的效果。

主权项

一种舰船ISAR图像结构特征提取方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对舰船目标进行采样，包括距离向采样和方位向采样；S2、对舰船目标进行散射点仿真，得到舰船目标上单个散射点回波信号表达式$S_O\left(t\right)=a(t-nT-\frac{2r_1}{c})\exp \{j2\mathrm{\π}\[f(t-\frac{2r_1}{c})+\mathrm{\γ}{(t-nT-\frac{2r_1}{c})}^2/2\]\},$其中,T是所述回波信号的脉冲重复周期，向量表示雷达与目标参考点之间的位置向量，τ为所述回波信号的脉冲的宽度，B是信号的带宽，γ＝B/τ是信号的调频斜率，n表示所述回波信号发射的第n个脉冲，a(t)表示信号的幅度值,t为时间,j为虚部,f为频率,将所述单个散射点的回波信号于其他回波进行混频处理后输出其中，为r₁的单位向量,f₀为信号中心频率,v是K分布形状参数,是目标散射强度；V(r→)e-j2π(r→·k‾)dr→,]]>其中，是发射信号P(t)的匹配滤波器中的传递函数，f₀是信号中心频率，R_Δf(f‑f₀)＝P^*(f)P(f),S_r(f)为回波信号的频谱；S4、对S2所得回波信号的方位向进行FFT，生成舰船目标的ISAR图像；S5、根据S1所得采样结果产生二维海杂波仿真的基础信号{S_i}和{p_i}，其中,{S_i}表示有i个相互独立的白实高斯序列阵，{p_i}表示有i个相互独立的包高斯复序列阵，i＝1,2,3,...,L,L为整数，当K分布形状参数v为整型或半整型时，L＝2v，否则L＝[2v+1]，[*]为向低取整数；S6、根据S5所述基础信号{S_i}和{p_i}设计滤波器H₁(m,n)和H₂(m,n)，将S5所述{S_i}通过滤波器H₁(m,n)输出序列W_n，将S5所述序列{P_i}通过滤波器H₂(m,n)输出序列q_n＝X_n+Y_n，其中，W_n为具有很高自相关性的实高斯阵，q_n＝X_n+Y_n为具有指定自相关函数(autocorrelation function，ACF)的复高斯序列阵，其中，X为序列的实部，Y为序列的虚部；S7、将S6所述序列W_n和序列q_n进行矩阵对应元素相乘相加处理，最后乘以方差因子得到指定功率谱的二维相干K分布海杂波序列阵Z＝U+jU_⊥,其中，U为Z的同相阵，U_⊥为Z的正交阵；S8、将S7所述Z代入S2所述s(t)中，重复步骤S2‑S4产生叠加了海杂波的舰船ISAR图像；S9、对S8所述叠加了海杂波的舰船ISAR图像进行预处理，对经过预处理的图像进行Hough变换提取舰船目标的长和宽，将不同角度成像的舰船目标的结构特征进行建库。