[发明专利]一种圆迹视频SAR动目标检测方法

说明书

本发明公开了一种圆迹视频SAR动目标检测方法。首先，将圆迹视频SAR成像后的每一帧数据生成一系列重叠子孔径图像，并进行直方图均衡化及相干斑抑制；对该序列每一像素沿时间维求方差，得到前景图像；前景图像进行阈值化处理获得二值图像，再进行数学形态学处理即得当前帧图像动目标检测结果。然后，读取前一帧图像动目标检测结果，将当前帧动目标与前一帧所有动目标求相关系数，取出相关性最高的动目标标记相同颜色，若相关性较低，即判定为新目标，标记为新颜色，即完成对视频SAR动目标的检测处理。本发明的检测方法简单，计算量小，在视频SAR高分辨率实时成像的同时可以检测动目标，可以满足实时性要求。

技术领域

本发明属于雷达运动目标检测技术领域，尤其涉及一种圆迹视频SAR动目标检测方法。

背景技术

传统的合成孔径雷达(SAR)可以对静止场景和静止目标高分辨率成像，而对于运动目标通常采用地面运动目标指示系统(GMTI)实现对动目标的检测，但是为了达到所需的成像精度通常需要长的合成孔径时间，进而导致成像帧率较低，通常仅约为0.1Hz，无法满足对目标实时检测，快速响应等军事需求。另外，传统SAR平台多采用直线轨迹，方位向分辨率受观测视角限制，不能获取目标在各方向上的散射特征，会带来阴影效应，而雷达对动目标的径向速度敏感，对切向速度不敏感，不利于估计目标速度。直线观测几何的SAR动目标检测算法分为单通道和多通道两种类型。单通道算法利用多普勒偏移与散焦特性来对动目标进行检测分析。早期的频域滤波法利用了动目标信号超出地杂波频谱的特性，能够检测出较快速的目标，无法检测地杂波频谱中的慢速运动目标；迭代聚焦法进行动目标检测缺点是运算量太大，不适合实时检测。多通道方面，则主要通过杂波抑制来检测动目标，多通道技术检测性能好，但硬件复杂造价高，对飞行平台性能要求较高。

发明内容

发明目的：为了克服传统直线轨迹SAR不能实时检测动目标、目标速度不易估计、缓慢运动目标不易检测、计算量大等缺陷，本发明提供一种圆迹视频SAR动目标检测方法。

技术方案：本发明提供一种圆迹视频SAR动目标检测方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：将圆迹视频SAR进行成像处理得到Y帧图像，将第X帧(X＝1,2,3,…,Y)图像对应的数据生成一系列重叠子孔径图像序列，并对该子孔径图像序列进行直方图均衡化及相干斑抑制的操作；

步骤2：对步骤1中子孔径图像序列中的每一像素沿时间维求方差，得到一幅前景图像；

步骤3：对前景图像进行阈值化处理，去除掉前景图像的残余背景，获得前景图像的二值图像；并消除二值图像中较小的干扰点；

步骤4：利用8邻域的连通域检测方法扫描整个二值图像，并将统计检测到的动目标的个数n保存；

步骤5：如果X＝1，则对该帧图像中检测到的不同的动目标标记不同的颜色，并将每个动目标的长度、宽度、颜色和位置信息作为每个动目标的检测结果保存，X+1并转步骤1；否则直接转步骤6；

步骤6：读取前一帧图像中所有动目标的检测结果，

步骤7：将当前帧中的第i个动目标的长度分别与前一帧图像中所有动目标的长度进行求均值计算，得到E个长度均值，并将当前帧中的第i个动目标的宽度分别与前一帧图像中所有动目标的宽度进行求均值计算，得到E个宽度均值，E为前一帧图像中所有动目标的个数，i＝1,2,..,n；

步骤8：利用第e个长度均值与第e个宽度均值作为窗口的长宽，并利用该窗口依次截取当前帧图像中的第i个动目标和前一帧图像中第e个动目标，得到图像p_i和图像q_e；e＝1,2,3,…,E，p_i为当前帧中第i个动目标对应的图像，q_e为前一帧中第e个动目标对应的图像；