[发明专利]一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法和装置

权利要求书

1.一种极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法，其特征在于，包括：

步骤1，对获取的极化散射矩阵在绕极化雷达视线方向进行旋转处理，获得旋转极化散射矩阵；

步骤2，基于旋转极化散射矩阵提取Pauli矢量和Lexicographic矢量；其中，Pauli矢量定义为Lexicographic矢量定义为

步骤3，从Pauli矢量和Lexicographic矢量中分别提取极化通道组合，将极化通道组合的极化相关值进行可视化处理获得极化相关方向图；

步骤4，从极化相关方向图中提取以下极化相关方向图特征进行参数化刻画：原始极化相关特征值、极化相关特征最大值、极化相关特征最小值、极化相关度、极化相关起伏度、极化相关对比度、极化相关反熵、最大化旋转角、最小化旋转角、极化相关宽度；

在步骤4提取的极化相关方向图特征的基础上基于对比度这一指标优选极化相关方向图特征用于目标增强；对比度定义为极化相关方向图特征中目标区域和杂波区域的极化相关方向图特征取值的比值；

所述步骤1中，极化雷达获得的水平垂直极化基下目标极化散射矩阵为：

其中，S_HH为在水平极化发射和水平极化接收条件下获取的复后向散射系数；S_HV为在水平极化发射和垂直极化接收条件下获取的复后向散射系数；S_VH为在垂直极化发射和水平极化接收条件下获取的复后向散射系数；S_VV为在垂直极化发射和垂直极化接收条件下获取的复后向散射系数；

在绕极化雷达视线方向，对极化散射矩阵S进行旋转处理，对旋转域中的旋转角θ，计算旋转处理后的旋转极化散射矩阵S(θ)的表达式为：

其中，旋转矩阵R₂(θ)为：

上标^T为转置处理，其中旋转角θ取值范围为θ∈[-π,π]；

步骤3包括：

对于任意两个极化通道S_X和S_Y，将极化通道S_X和S_Y的极化相关值在旋转域进行可视化处理可获得极化相关方向图，定义为：

其中，·为集合平均处理，|·|为取绝对值处理，上标^*为共轭处理；

步骤4中，从每一个极化相关方向图中提取下面十个极化相关方向图特征来表征和刻画极化相关方向图：

原始极化相关特征值为：

极化相关特征最大值为：

极化相关特征最小值为：

极化相关度为：

极化相关起伏度为：

极化相关对比度为：

极化相关反熵为：

最大化旋转角为：

最小化旋转角为：

极化相关宽度BW_α为：

BW_α＝θ″-θ′，其中且

其中，max{·}为求序列的最大值；min{·}为求序列的最小值；mean{·}为求序列的均值；std{·}为求序列的标准差；α为调节因子，取α＝0.95。

2.如权利要求1所述的极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法，其特征在于，所述极化相关特征目标杂波对比度定义为目标区域取值与杂波区域取值在该极化方向图特征下的比值。

3.如权利要求1所述的极化旋转域特征提取与雷达目标增强的方法，其特征在于，所述极化相关特征目标杂波对比度TCR表达式为：

上式中，分子Ship_mean表示舰船区域极化相关特征方向图特征取值的均值，分母Clutter_mean表示海杂波区域极化相关方向图特征取值的均值。