[发明专利]一种基于时域特性的雷达图像杂波抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于时域特性的雷达图像杂波抑制方法。本发明提出的杂波抑制方法基于雷达运动目标在时域上的特性，在实现小弱目标检测的同时，对较强的杂波信息进行抑制，包括背景差分、杂波抑制、量测信息提取和多目标跟踪等四个步骤。在杂波抑制环节，利用“量测信息提取”输出的量测信息和“多目标跟踪”输出的目标航迹等时域特性，以修正目标检测的分割阈值。本发明克服了传统杂波抑制方法仅仅依靠灰度值进行阈值分割的缺点，基于时域特性最大限度地抑制杂波干扰，适用于基于PPI雷达图像的小弱运动目标检测与跟踪。

主权项

一种基于时域特性的雷达图像杂波抑制方法，原始雷达图像经过背景差分、杂波抑制、量测信息提取和多目标跟踪，最终，提取出动目标信息，其特征在于，在杂波抑制过程中分割阈值的获取包括如下步骤：步骤一、设定初始分割阈值；原始雷达图像经过背景差分，得到差分图像，设定差分图像中待检测像素点[x,y]的初始分割阈值θ；步骤二、获取基于时域特性提取的修正系数Pt[x,y]；基于时域特性提取的修正系数为：Pt[x,y]＝Pt1[x,y]·Pt2[x,y]         (1)其中，Pt1[x,y]为利用“目标航迹信息”获得的修正系数，Pt2[x,y]为利用“量测信息中杂波的出现规律”获得的修正系数；(1)利用“目标航迹信息”获得的修正系数Pt1[x,y]的获取方法为：采用卡尔曼滤波，对待检测像素点[x,y]进行跟踪并形成航迹，获得待检测像素点[x,y]在t时刻的预估位置[x1,y1]和预估方差q，设像素区域S为目标跟踪过程中t时刻预估位置的邻域，像素区域S是以目标预估位置[x1,y1]为中心，预估方差q为边长的矩形区域，Pt1[x,y]对像素区域S内所有像素进行修正并重新进行分割；在待检测像素点[x,y]从起始、延续到消亡的整个生命周期T中，Pt1[x,y]在t时刻对应不同的值，具体为：当[x,y]∈S，有：Pt1[x,y]=-0.16t+10≤t<50.25≤t<T-50.16t+(1-0.16T)T-5≤t<T---(2)]]>式中，目标的生命周期T表示有该目标存在的扫描周期的个数；当[x,y]∉S[x,y],]]>有：Pt1[x,y]＝1          (3)(2)利用“量测信息中杂波的出现规律”获得的修正系数Pt2[x,y]的获取方法为：设邻域O为以某待检测像素点[x,y]为中心，d为边长的矩形区域，在t时刻，如果某待检测像素点[x,y]的像素灰度值I[x,y]大于初始分割阈值θ，则初步判断该待检测像素点为目标；若其邻域O内已连续出现n次目标量测，则以Pt2[x,y]对邻域O内所有像素的分割阈值进行修正并重新进行分割，具体为：当[x,y]∈O，有：Pt2[x,y]=en/n0---(4)]]>式中，n0为修正指数；当[x,y]∉O,]]>有：Pt2[x,y]＝1          (5)步骤三、获取待检测像素点[x,y]在t时刻的分割阈值；待检测像素点在t时刻的分割阈值为：其中，为待检测像素点[x,y]在t时刻的分割阈值，θ为初始分割阈值，Pt[x,y]为基于“时域”特性提取的修正系数。