【技术实现步骤摘要】
一种基于图连通密度的海面目标检测方法及其装置
本专利技术涉及一种基于图连通密度的海面目标检测方法及其装置，属于雷达目标检测
技术介绍
雷达在检测海面目标时，不可避免地会受到海杂波的影响。对于海面漂浮小目标如小船、浮冰和飞机残骸等，由于雷达截面积(RCS)较小，回波能量弱，因此小目标检测一直是海面目标检测的重难点。传统的相干或者非相干的恒虚警率检测算法，利用回波能量进行检测，只适用于RCS较大的大型舰船目标。为了避开能量检测，部分学者从特征域考虑，借助杂波与目标回波之间的差异性提取特征，包括分形理论的赫斯特(Hurst)指数、分数阶傅里叶变换(FractionalFourierTransform,FRFT)的分形维数和分形维方差、利用时频分析工具的微多普勒特征、散斑一致性因子、极化特征等，这些特征在一定程度上获得了较好的检测性能，但是特征提取方法具有较大的计算复杂度，而且对脉冲长度的要求也较大，不适合用于扫描雷达等短脉冲情形。此外，恒虚警率检测算法和基于特征的检测算法都没有考虑数据幅度间的关联性，检测效果也有待提高。图作为一种描述数据间关联性的有效手段，被广泛应用在离散信号处理、网络分析、计算机生物学、互联网行业等领域。图是将存在内部联系的事物表示为离散的顶点以及各顶点之间关系的数据结构，对事物做抽象的刻画。在2017年出版的IEEECommunicationLetter第21卷上，YANKun等提出了一种基于图的带宽受限信号探测方法，其中将功率谱转换成图的二维拉普拉斯矩阵，实现了信号检测功能，并且该...
【技术保护点】
1.一种基于图连通密度的海面目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n利用雷达获得海面回波幅度序列，并对海面回波幅度序列进行预处理，获得预处理后的回波幅度数据；/n根据预处理后的回波幅度数据构建海面目标图；/n利用图连通密度检测器对海面目标图进行特征提取，获得海面目标检测结果。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于图连通密度的海面目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用雷达获得海面回波幅度序列，并对海面回波幅度序列进行预处理，获得预处理后的回波幅度数据；
根据预处理后的回波幅度数据构建海面目标图；
利用图连通密度检测器对海面目标图进行特征提取，获得海面目标检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于图连通密度的海面目标检测方法，其特征在于，所述预处理包括频域转换、归一化处理和均值量化处理。
3.根据权利要求2所述的一种基于图连通密度的海面目标检测方法，其特征在于，对海面回波幅度序列进行预处理的步骤包括：
基于海面回波幅度序列进行快速傅里叶变换，获得频域变换后的回波幅度数据，公式如下：
其中，F(k)表示频域变换后的第k个回波幅度数据，x(n)表示海面回波幅度序列中的第n个脉冲回波数据的幅度，k＝1,2,…,N，n＝1,2,…,N，N为海面回波幅度序列中脉冲回波数据的数量；
对频域变换后的回波幅度数据进行归一化处理，获得归一化后的回波幅度数据，公式如下：
其中，U(k)表示归一化后的第k个回波幅度数据，θmax表示频域变换后的回波幅度数据中的最大值，θmin表示频域变换后的回波幅度数据中的最小值，
按照量化间隔1/γ对归一化后的回波幅度数据进行均匀量化处理，获得量化后的回波幅度数据，公式如下：
其中，Q(k)表示量化后的第k个回波幅度数据，即第k个预处理后的回波幅度数据，i为回波幅度数据的量化值，γ为量化等级数。
4.根据权利要求1所述的一种基于图连通密度的海面目标检测方法，其特征在于，根据预处理后的回波幅度数据构建海面目标图的步骤包括：
根据预处理后的回波幅度数据进行顶点映射，获得图的顶点集：
vi＝{Q(k)|ifQ(k)＝i,k＝1,2,…,N}
V＝{v0,v1,…,vi,…vγ}
其中，vi表示顶点集V中的第i个顶点，i为预处理后的回波幅度数据的量化值，i∈[0,γ]，γ为量化等级数，Q(k)表示第k个预处理后的回波幅度数据，V为图的顶点集；
根据顶点集中各个顶点之间的连接关系获得顶点到顶点的边：
其中，eδβ表示顶点vδ到顶点vβ的边，←表示映射，vδ,vβ∈V，δ,β∈[0,γ]；
根据eδβ生成图的边集E＝{eδβ|<δ,β>∈(γ+1)×(γ+1)}；
利用顶点集V和边集E构建海面目标图G＝(V,E)。
5.根据权利要求4所述的一种基于图连通密度的海面目...
【专利技术属性】
技术研发人员：时艳玲，姚婷婷，郭亚星，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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