[发明专利]一种基于视频SAR的运动目标检测方法

说明书

本发明属于雷达遥感应用技术，具体涉及一种基于视频SAR的运动目标检测方法。本发明利用视频SAR成像结果中动目标产生的阴影，在Wellner自适应阈值算法基础上再考虑图像垂直方向上点的影响，同时利用图像的灰度直方图联合处理获得阈值分割结果。然后通过背景建模获得背景图像，再用对应的阈值分割结果减去背景图像得到前景图像，后续进行形态学处理过滤部分杂波；最后，考虑到视频SAR相邻帧阴影移动较小，利用相邻帧图像相与、相减过滤干扰获取最终的运动目标阴影。该方法能通过检测动目标阴影准确的检测出视频SAR图像中的运动目标。

技术领域

本发明属于雷达遥感应用技术，具体涉及一种基于视频SAR的运动目标检测方法。

背景技术

现代战场对侦察、精确定位与打击的要求逐渐升高，对动目标检测、定位、跟踪的要求越来越高。SAR可以对动目标进行成像，将动目标的位置、运动方向、速度、甚至是目标的形态信息表示在高分辨率图像中。传统SAR的运动目标检测技术有一些缺陷：首先，由于SAR成像的频率与雷达的工作频率是正相关的，传统SAR的工作频率不高，成像帧率比较低，这可能会丢失合成孔径时间内的目标运动轨迹，无法实现实时跟踪运动目标；其次，最小可检测速度较大，慢速目标易被杂波干扰而检测不到；而且能实现高分辨同时有GMTI(GroundMoving Target Indication)能力的SAR系统复杂度高，对搭载平台有较大的限制。而视频SAR是一种能实现高帧率成像的SAR系统，它通过对地面目标区域的连续监测，连续成像，至少达到每秒成5帧图像，能实现对目标的实时监测。其高分辨率、高帧率的成像特性具有重大作用，而在视频SAR的基础上的动目标检测技术也成为雷达遥感领域一个新的研究热点。

针对传统SAR的动目标检测技术有单通道如：频谱过滤、时频分析、RDM、Keystone算法等，但单通道算法对目标的检测能力较差；还有多通道算法如：相位中心偏置技术(DPCA)、沿航迹干涉技术(ATI)、STAP等，但多通道算法系统复杂度较高。这些方法都是针对动目标的回波，然后计算后项散射系数(RCS)来检测动目标，而动目标产生的多普勒频移以及散焦导致直接检测动目标回波信号性能较差检、测速度范围小、而且动目标的位置定位产生误差。

针对视频SAR的动目标检测方法研究还较少，上述动目标检测方法存在各种问题，应用在视频SAR模式下检测效果较差，而视频SAR成像结果中目标会因为发射信号被遮挡而产生阴影，这些阴影对应目标的真实位置，而通过视频SAR成像结果中的阴影进行检测有诸多优势，如：(1)慢速目标检测性能好(2)动目标准确定位(3)依据阴影可实现持续监测(4)检测流程实现简单等。

通过阴影检测动目标能达到较好的检测效果，目前存在针对视频SAR成像结果中对阴影的检测来实现对动目标的检测，但处理流程较为复杂，而且阈值分割技术采用的是全局相同的阈值。因为检测动目标阴影是分析阴影与背景杂波的对比度，是局部区域特性的对比，如下式：

其中DTCR为杂波与阴影强度的比值，σ_oH表示阴影周围环境杂波的强度，σ_oL表示阴影区域回波强度，σ_N为图像总噪声，阴影的检测效果取决于局部区域DTCR的值，而采用全局相同阈值的方式，对于相当部分的目标可以获得较好的结果，但可能导致阴影本身较亮的情况下产生漏检或虚警。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述存在的问题及不足，提出了一种基于视频SAR的动目标检测方法，在现有视频SAR模式的阴影检测技术的基础上，同样针对阴影进行检测实现对动目标的检测，从局部信息考虑阈值分割，同时简化处理流程，可以实现对动目标更准确的检测，减少虚警或漏检，提升动目标检测效果。