【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海港环境监视及船舶管理领域，特别是一种基于x波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法。
技术介绍
1、在海洋雷达应用的各个场景中，快速可靠地发现海上目标变得越来越重要。然而，海洋雷达所处的使用环境复杂多变，其接收的回波信号中除了目标外，还包含噪声、干扰、海杂波等。在上述信号种类中海杂波最为复杂，由于海杂波功率水平较高，且非高斯、非平稳特性显著，再加之其受环境影响大，信号敏感多变，导致海杂波成为影响目标检测能力的重要因素。从实际的需求出发，开展海杂波特性研究，掌握海杂波变化特点，从而达到海杂波的有效抑制以及雷达信噪比的进一步提升。
2、针对海杂波的特性国内外开展了大量研究，总体来看，可归结为两个层面的研究工作，一是基于物理机理层的研究，即首先假定海表面服从某种理论模型，在一定的参数范围内，利用电磁散射理论与海表面模型，计算海面后向散射回波并研究海杂波特性；二是基于数据层的研究，即根据研究需求开展实际的实验，利用海杂波试验数据分析海杂波特性及其随雷达参数、海洋环境参数等多种因素的变化趋势，并在考虑部分机理或不考虑机理的情况下建立海杂波模型。这两部分研究为互补关系。
3、目前通用性较广的海杂波抑制方法包括stc、cfar、慢门限等，然而现有方法一般未考虑海杂波区域性的特点，因为海杂波通常是成片的区域性信号，而且海杂波的回波信号变化频繁，因此很容易造成信号的虚警或漏警，从而影响目标信号的检测效果，在系统性梳理目前较有代表性的海杂波抑制方法的基础上，围绕海杂波幅度分布特性、谱特性、相关性以及非平稳与非线
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于x波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，该基于x波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法能实时感知目标周边海杂波环境变化，而生成一套随海杂波强度实时变化的海杂波抑制阈值，从而提高信噪比，增加强海杂波背景下的目标检测概率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种基于x波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，包括如下步骤。
4、步骤1、获取雷达样本图像：读取x波段海洋雷达对待监测海洋在设定监测时间内的若干张雷达图像，并从读取的所有雷达图像中选择出符合设定样本指标的雷达图像，作为样本图像；其中，样本指标包括目标样本指标和海杂波样本指标。
5、步骤2、截取区域样本数据：对步骤1获取的雷达样本图像，截取m块目标区域和m块海杂波区域；其中，m≥5；m块目标区域需包括所有设定的目标样本指标；m块海杂波区域需包括所有的设定海杂波样本指标；每块目标区域和每块海杂波区域均是面积为tsize的正方形。
6、步骤3、计算区域样本均方根误差s：对步骤2截取的m块目标区域和m块海杂波区域，计算像素点强度的均方根误差s。
7、步骤4、设置滑窗：设滑窗大小为n×n，则n的计算公式为：
8、
9、其中：
10、
11、式中，nt为中间计算量。
12、步骤5、获取雷达实时图像并缓存：获取雷达实时图像并缓存连续的n条径向数据；n条径向数据按时间顺序依次为第1条、第2条、……、第n-1条和第n条。
13、步骤6、滑窗处理，具体包括如下步骤。
14、步骤6-1、确定滑窗滑动范围：将步骤5缓存的第(n+1)/2条径向数据作为待处理雷达数据；针对待处理雷达数据，滑窗从雷达中心原点开始，按照方位0-360°、距离从0m至雷达最大探测范围的原则及顺序进行逐个像素点滑动。
15、步骤6-2、计算vc：计算当前滑窗的中央像素点强度vc。
16、步骤6-3、计算sn：sn为当前滑窗内除中央像素点强度以外所有像素点强度的均方根误差。
17、步骤6-4、计算thrc：将步骤6-3中的sn与步骤3计算的s进行比较，将概率处于目标数据与海杂波数据临界点的像素点强度值作为当前滑窗的门限阈值thrc。
18、步骤6-5、滑窗处理：将当前滑窗的vc与当前滑窗的门限阈值thrc进行比较，得到当前滑窗内中央像素点杂波抑制后的强度值vf，具体为：
19、
20、步骤6-6、滑窗持续滑动处理：将滑窗按顺序滑至下一个像素点进行杂波抑制处理，重复步骤6-2至步骤6-6，直至第(n+1)/2条径向数据处理完成，输出所有滑窗处理后的中央像素点杂波抑制后强度值vf。
21、步骤7、缓存更新：将步骤5中已缓存的第1条径向数据删除，将步骤5中已缓存的第2条、……、第n-1条和第n条分别更新为新缓存的第1条、第2条、……和第n-1条径向数据；同时，读取一条新径向数据作为新缓存的第n条径向数据；重复步骤6至步骤7，完成雷达实时图像的海杂波抑制处理。
22、步骤1中，目标样本指标包括船长l至少包含以下五种情况：(1)l≤50m；(2)50m＜l≤100m；(3)100m＜l≤150m；(4)150m＜l≤200m；(5)l＞200m。
23、步骤1中，海杂波样本指标包括浪高h至少包含以下四种情况：(1)h≤1m；(2)1m＜h≤1.5m；(3)1.5m＜h≤2m；(4)h≥2m。
24、步骤2中，tsize＞t0，t0为所截取目标区域中尺寸最大目标所占像素点总数。
25、步骤2中，tsize＝1.5t0。
26、步骤6-4中，thrc的具体计算方法为：
27、(1)当sn＜s，此时滑窗内数据的离散度较小，代表海杂波数据居多；
28、a)当vc≥vmean时，此时中央像素点为目标数据的概率大；
29、若vc＜tv，则thrc＝vmean；
30、若vc≥tv，则thrc＝vmax；
31、式中，vmean和vmax分别为当前滑窗内除中央像素点以外所有像素点强度的平均值和最大值；tv为步骤2中截取的m块目标区域的平均强度值；
32、b)当vc＜vmean时，此时中央像素点为海杂波数据的概率大；
33、若vc＜sv，则thrc＝vmax；
34、若vc≥sv，则thrc＝vmean；
35、式中，sv为步骤2中截取的m块海杂波区域的平均强度值；
36、(2)当sn≥s，此时滑窗内数据的离散度较大，代表目标数据居多；
37、a)当vc≥vmean时，此时中央像素点为目标数据的概率大；
38、若vc＜vmax且vc≥sv，则thrc＝vmean；
39、若vc＜vmax且vc＜sv，则thrc＝vmax；
40、若vc≥vmax且vc≥tv，则thrc＝vmin；
41、若vc≥vmax且vc＜tv，则thrc＝vmean；
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于X波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于X波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步骤1中，目标样本指标包括船长L至少包含以下五种情况：(1)L≤50m；(2)50m＜L≤100m；(3)100m＜L≤150m；(4)150m＜L≤200m；(5)L＞200m。
3.根据权利要求1所述的基于X波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步骤1中，海杂波样本指标包括浪高H至少包含以下四种情况：(1)H≤1m；(2)1m＜H≤1.5m；(3)1.5m＜H≤2m；(4)H≥2m。
4.根据权利要求1所述的基于X波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步骤2中，Tsize＞T0，T0为所截取目标区域中尺寸最大目标所占像素点总数。
5.根据权利要求4所述的基于X波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步骤2中，Tsize＝1.5T0。
6.根据权利要求1所述的基于X波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步
7.根据权利要求6所述的基于X波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步骤6-4中，Vmean和Sn的计算公式分别为：
8.根据权利要求1所述的基于X波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步骤2中，m＝5。
...【技术特征摘要】
1.一种基于x波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于x波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步骤1中，目标样本指标包括船长l至少包含以下五种情况：(1)l≤50m；(2)50m＜l≤100m；(3)100m＜l≤150m；(4)150m＜l≤200m；(5)l＞200m。
3.根据权利要求1所述的基于x波段海洋雷达的自适应统计海杂波抑制方法，其特征在于：步骤1中，海杂波样本指标包括浪高h至少包含以下四种情况：(1)h≤1m；(2)1m＜h≤1.5m；(3)1.5m＜h≤2m；(4)h≥2m。
4.根据权利要求1所述的基于x波段海洋雷...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。