一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法技术

本申请提供了一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法，其包括：采集待测目标的二维成像的信号，进行成像处理，并标记干扰区域；基于压缩感知的干扰处理，包括对所标记的干扰区域进行冗余化，提高干扰所在区域内的稀疏度，对冗余化后的区域内数据进行压缩感知雷达成像，成像后仅保留所标记的干扰区域内的结果；对所保留的结果进行处理获得干扰像；将所述干扰像与所述原始像对消，得到去除干扰后的成像结果。通过该方法，能够更高效地剔除雷达图像中的某些干扰成分，获得隐身装备更为准确的逆算RCS性能，在隐身装备的研发、生产、服役、维护阶段进行有针对性的指导。

An interference removal method based on compressed sensing for measuring scattering characteristics of targets

The application provides a method for interference removal of target scattering characteristics measurement based on compression sensing, which includes: acquisition of two-dimensional imaging signal of target to be tested, imaging processing, and marking of interference area; interference processing based on compression sensing, including redundancies of marked interference area, improving the sparseness of interference area, and redundancies of redundant area The data is compressed and sensed for radar imaging, and only the results in the marked interference area are retained after imaging; the retained results are processed to obtain the interference image; the interference image and the original image are eliminated to obtain the imaging results after removing the interference. By this method, some interference components in radar image can be eliminated more efficiently, and the RCS performance of stealth equipment can be calculated more accurately, which can be directed in the development, production, service and maintenance of stealth equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法
本申请涉及一种目标散射特性测量方法，更具体的说，涉及一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法。
技术介绍
近年来，我国隐身技术研究日趋成熟，大量隐身装备（飞行器、舰船、坦克等等）逐渐从研发进入投产和列装部队阶段，具备隐身性能已成为在研装备的必备指标。雷达散射截面（RadarCrossSection,RCS）是度量雷达目标散射特性的一个物理量，其反映了被探测目标在雷达视野中的面积大小，是评估隐身目标隐身性能的重要指标。无论是在隐身装备的研发阶段，还是生产、服役、维护阶段，都有必要对其RCS水平进行测量和评估。装备的RCS值越来越低，对隐身装备的隐身性能测量技术和评估方法提出了更高的要求，迫切要求进一步提高RCS测量精度、降低RCS测量误差。评估目标RCS，可以直接在远场条件或紧缩场条件下进行测量，但若测量场地不理想，这种直接测量的方法就会将环境中的干扰因素一并计算在内，影响测量结果的准确性。另一种测量、计算目标RCS的方法是：首先使用雷达成像技术对目标进行二维成像，再借由成像结果，通过特定算法逆算目标的RCS。使用这种方法特点是，雷达二维成像结果不但包含目标本身，还包含环境中的干扰源。此时可对成像结果进行图像处理，降低干扰源的影响后再进行RCS逆算。在对成像结果干扰因素的处理过程中，一种最直观的方法是在干扰目标周围划定一个图像处理区域，该区域至少包含干扰目标的主瓣，并使用窗函数对该区域内的图像进行幅度抑制，从而达到降低干扰源幅值的目的。但是，由于雷达图像旁瓣的影响，在划定的处理区域内，除包含干扰源的主瓣部分外，还会包含目标或其他有效散射源的旁瓣部分，同时在处理区域内通常难以包括干扰源的旁瓣部分，因此最终逆算RCS时，所得计算值与目标本身的RCS仍会存在一定误差。压缩感知理论最早在2006年被提出，但在解算时其对计算机的内存容量要求很高，因此不适用于大场景成像，并不能直接用于测量计算目标RCS中。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：具体地，一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法，其包括如下步骤：S101、采集待测目标的二维成像的信号，进行成像处理，并标记干扰区域；S102、基于压缩感知的干扰处理，包括对所标记的干扰区域进行冗余化，提高干扰在区域内的稀疏度，对冗余化后的区域内数据进行压缩感知雷达成像，成像后仅保留步骤S101中所标记的干扰区域内的结果；S103、对S102中的所保留的结果进行处理获得干扰像；S104、干扰去除，将所述干扰像与S101得到的所述原始像对消，得到去除干扰后的成像结果，完成成像结果的干扰去除。进一步，在步骤S101中对所采集的信号采用匹配滤波类成像算法获得目标二维像，记为原始像，找到并划定干扰存在区域，记为area。进一步，直接由人工标记出干扰存在区域。进一步，在步骤S103中，包括对S102的成像结果按照传统匹配滤波类成像方法进行反演，从而由干扰点反演得到的干扰像。进一步，在步骤S102中对所标记的干扰区域进行冗余化具体为，把标记的干扰区域四周适当扩大。进一步，在步骤S102中对所标记的干扰区域进行冗余化具体为，在所标记的干扰区域周边，避开目标成像结果的峰值点，选取更多的谷值区域，从而形成冗余化后的区域。通过本专利技术提出的方案，通过对冗余化后的干扰存在区域进行压缩感知雷达成像，保留划定区域内的结果、剔除划定区域以外的点，对处理后的成像结果按照传统匹配滤波类成像方法进行反演，得到由干扰点反演得到的干扰像，将干扰像与原始像对消，得到去除干扰后的成像结果，完成成像结果的干扰去除，即采用本方法后雷达图像中的某些干扰成分能够被更高效地剔除。与传统抑制干扰因素影响的方法相比，在所关心的RCS区间内，采用本专利技术去除目标散射特性测量干扰后，RCS测试结果误差可从原来的1-2dB降低至小于0.5dB，在逆算RCS的过程中得到更准确的结果，在隐身装备的研发、生产、服役、维护阶段进行有针对性的指导。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法流程图。图2是远场雷达二维成像的原理图。图3是在步骤S101所获得的包含干扰的原始像。图4是在步骤S102中对冗余区域area＇进行压缩感知雷达成像，并仅保留area区域内的结果。图5是对图4中area区域的干扰点进行反演而得到的干扰像。图6是从图3中的原始像去除图5中的干扰像后的结果。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。图1示出了本专利技术实施例提供的基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法流程图，该方法包括如下步骤：S101、采集待测目标的二维成像的信号，进行成像处理，并标记干扰区域。对待测目标完成二维成像的信号采集，并采用匹配滤波类成像算法获得目标二维像，记为原始像，找到并划定干扰存在区域，记为area。其中划定干扰存在区域有多种方法，简单的方式可以直接由人工进行标记。S102、基于压缩感知的干扰处理。具体为，对区域area进行冗余化，提高干扰在区域内的稀疏度，冗余化后的区域记为area＇；对冗余化的area＇区域内进行压缩感知雷达成像，成像后仅保留划定区域area内的结果，而将area以外的点剔除。S103、获得干扰像。对S102的成像结果按照传统匹配滤波类成像方法进行反演，得到由干扰点反演得到的干扰像。S104、干扰去除。将干扰像与S101得到的所述原始像对消，得到去除干扰后的成像结果，完成成像结果的干扰去除。下面将针对上述步骤进行更为具体地说明。如图2示出了远场雷达二维成像的原理图。其中，坐标轴xOy表示目标成像区域，轴v表示天线视线方向，观测角θ定义为轴v沿原点O旋转的夹角（逆时针为正），当θ为0度时，轴v与轴y重合。假定在目标区域内存在一散射强度为的散射点P，则当观测角为时，该点P在天线视线上的投影表示为：(1)扫描频率为时，该点P产生的回波可表示为：(2)上式中，c表示光速。式(2)是成像空间内仅有单一散射源时的情况，若成像空间内具有多个散射源，则单次测量的回波应是式(2)在xOy平面上的积分，即：(3)将目标成像空间xOy量化为个格点，该积分可化为求和形式：(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法，其包括如下步骤：/nS101、采集待测目标的二维成像的信号，进行成像处理，并标记干扰区域；/nS102、基于压缩感知的干扰处理，包括对所标记的干扰区域进行冗余化以提高干扰在区域内的稀疏度，对冗余化后的区域内数据进行压缩感知雷达成像，成像后仅保留步骤S101中所标记的干扰区域内的结果；/nS103、对S102中的所保留的结果进行处理获得干扰像；/nS104、干扰去除，将所述干扰像与S101得到的所述原始像对消，得到去除干扰后的成像结果，完成成像结果的干扰去除。/n

【技术特征摘要】
20180604 CN 201810562023X1.一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法，其包括如下步骤：
S101、采集待测目标的二维成像的信号，进行成像处理，并标记干扰区域；
S102、基于压缩感知的干扰处理，包括对所标记的干扰区域进行冗余化以提高干扰在区域内的稀疏度，对冗余化后的区域内数据进行压缩感知雷达成像，成像后仅保留步骤S101中所标记的干扰区域内的结果；
S103、对S102中的所保留的结果进行处理获得干扰像；
S104、干扰去除，将所述干扰像与S101得到的所述原始像对消，得到去除干扰后的成像结果，完成成像结果的干扰去除。


2.根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的目标散射特性测量干扰去除方法，其特征在于：在步骤S101中对所采集的信号采用匹配滤波类成像算法获得目标二维像，记为原始像，找到并划...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭刚，田进军，陈海波，
申请(专利权)人：重庆测威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50