[发明专利]基于方向比率的多帧联合海面小目标检测方法

权利要求书

1.一种基于方向比率的多帧联合海面小目标检测方法，包括：

(1)利用雷达发射机发射连续的脉冲信号，雷达接收机接收M×I×Q维的回波数据矩阵X，其中，M表示帧数，I表示距离单元数，Q表示脉冲数；

(2)利用回波数据矩阵X沿着脉冲维求幅度的均值，计算数据矩阵z，其中，数据矩阵z的第m行i列的数据为z(m,i)：

| |表示取模，X(m,i,q)表示回波数据矩阵X第m行i列q页的数据；

(3)设计方向匹配滤波器；

(3a)给定窗长2L+1，确定水平滤波器h，其中，L为正整数，水平滤波器h的第x行y列的值为：

(3b)利用水平滤波器h，保证所有方向都被搜索到，设计方向匹配滤波器：

其中，w_j(θ_j)表示第j个方向的方向匹配滤波器，θ_j表示第j个旋转角度，J表示方向匹配滤波器的个数，J≥2L；

(4)给定参考单元个数R，利用方向匹配滤波器，计算待检测单元d的检验统计量ξ_d；

(4a)在数据矩阵z中，以待检测单元d为中心，选取(2L+1)×(2L+1)维数据为模版矩阵，将模版矩阵分别与每个方向匹配滤波器点乘并对点乘结果中的所有元素进行累积求和，得到待检测单元d在每个方向上的累积和；

(4b)选取待检测单元d周围的R个单元作为参考单元，利用R个参考单元分别替换步骤(4a)中的待检测距离单元d，得到每个参考单元在每个方向上的累积和，再在每个方向上选取出R个累积和中的最大值；

(4c)利用待检测单元d在每个方向上的累积和与R个参考单元在每个方向上的累积和的最大值，计算待检测单元d的检验统计量ξ_d：

其中，max()表示取最大值，s_t表示待检测单元d在第t个方向上的累积和，n_t表示R个参考单元在第t个方向上的累积和的最大值，t＝1,2,...,J；

(5)根据系统给定的虚警概率p，通过蒙特卡罗实验计算检测门限T，按如下步骤进行：

(5a)在数据矩阵z中选取V个纯杂波单元作为训练单元，V≥100/p；

(5b)利用V个训练单元分别替换步骤(4)中的待检测距离单元d，重复步骤(4)得到每个训练单元的检验统计量；

(5c)将得到的V个检验统计量按降序排列，取排列后的第[Vp]个检验统计量作为检测门限T，其中[Vp]表示不超过实数Vp的最大整数；

(6)通过比较检验统计量ξ_d和检测门限T的大小判断出目标是否存在：如果ξ_d≥T，则表明待检测距离单元d有目标，如果ξ_d＜T，则表明待检测距离单元d没有目标。