SAR图像中舰船目标恒虚警率检测技术的研究

在各种各样的合成孔径雷达图像舰船目标检测方法中,应用最广泛、最重要的就是具有自适应阈值的恒虚警率(CFAR)检测器。为了提高SAR图像中舰船目标的检测性能,人们试图通过各种统计分布模型对SAR图像中的杂波背景进行统计建模,如Gamma分布、K分布、对数正态分布、G0分布、alpha稳定分布等,再通过相应的统计分布模型以及各种样本筛选技术的CFAR检测器对舰船目标实施检测。SAR图像中杂波背景是复杂多变的,当实际杂波背景与假定统计分布失配时,参量型CFAR检测器的性能会恶化,非参数CFAR检测器就会显示出优势。该文提出了基于Wilcoxon非参数检测器的新途径对SAR图像中舰船目标进行检测,并在Radarsat-2,ICEYE-X6和Gaofen-3卫星的实测数据上,与几种典型的参量型CFAR检测方法进行了对比。实验结果表明,Wilcoxon非参数检测方法在这3种实测数据上的虚警控制能力具有良好的鲁棒性,还可以带来弱目标检测性能的改善,具有运算速度快、易于硬件实现的特点。

一种双参数雷达恒虚警率检测算法

平均选大恒虚警率检测算法是一种比较成熟的检测算法,但是在干扰环境、杂波环境以及多目标环境中,检测门限会提高,使得检测性能下降。改进了平均选大恒虚警率检测算法,提出了一种双参数恒虚警率检测算法,仿真结果表明:此种算法可以提高在干扰环境、杂波环境以及多目标环境下的检测性能。

海杂波背景下的双参数单元平均恒虚警检测器

介绍了海杂波的幅度分布模型,指出了对于同一门限系数"尖锐"海杂波背景下的虚警率要明显高于噪声背景下的虚警率,提出了双参数单元平均恒虚警(CA-CFAR)检测器的结构框图,仿真分析了其检测性能。最后分别利用双参数CA-CFAR检测器和常规CA-CFAR检测方法对实测数据进行处理和比较,指出在虚警率一定的前提下前者相对于后两者在空间上可以自适应地改变门限系数以有效地抑制海杂波引起的高虚警。

一种双通道雷达恒虚警率处理方法

在分析双通道恒虚警率(CFAR)检测系统原理的基础上,以瑞利杂波分布为背景,建立了一个三元检测的数学模型,推导出线性检波下双通道CFAR检测器的虚警概率表达式。结合公式利用MATLAB仿真,定量分析了影响虚警概率的因素,并将其与单通道情况进行了比较,得出双通道的虚警概率是归一化门限与消隐门限的函数的结论。

编队卫星间自适应双门限恒虚警率捕获算法设计

快速准确稳定的捕获是编队卫星间自主测控的关键,针对传统的编队卫星间捕获方法虚警率高、捕获时间长等缺点,提出了一种基于自适应双门限的恒虚警率捕获算法,采用双积分滑动相关搜索,第一积分电路输出超过门限时,启动第二个积分电路,以实现快速准确的捕获;对输入信号进行噪声能量强度实时估计,自适应调节捕获门限,从而在不同的干扰噪声强度下实现恒虚警率控制。以加性高斯白噪声信道为背景对算法性能进行分析,证明虚警概率为独立于信噪比的常数,通过设计积分时间常数,可以实现快速捕获。仿真结果表明,与传统固定单门限滑动相关捕获方法相比,本文的方法具有捕获时间短、虚警率低等优点,适用于编队卫星间捕获。

双门限检测在宽带雷达恒虚警率检测中的应用

从用于低分辨雷达的双门限恒虚警率检测法和宽带雷达的高分辨一维距离像的特点出发,推导了双门限检测法在宽带雷达检测中的新应用。这种方法是基于一个小角域内连续的多幅距离像,它克服了对单幅距离像进行双门限检测的缺点,并且有效地利用了多幅距离像的信息。通过试验仿真验证了该方法具有较好的检测性能,而且对于不同角域的目标检测具有较好的稳健性。

一种改进的高分辨率SAR图像超像素CFAR舰船检测算法

合成孔径雷达(SAR)图像舰船目标检测一直受到学者广泛关注,恒虚警率(CFAR)检测算法作为雷达图像经典目标检测算法被广泛应用于SAR图像舰船目标检测中。然而经典CFAR检测性能容易受到相干斑噪声影响,基于滑窗的检测结果对滑窗的尺寸选择非常敏感,难以保证杂波背景中不存在目标像素,并且计算效率较低。针对上述问题,该文提出了一种新的基于超像素无窗快速CFAR的SAR图像舰船目标检测算法。首先,利用基于密度的快速噪声空间聚类(DBSCAN)超像素生成方法生成SAR图像的超像素。在SAR数据服从混合瑞利分布的假设下,定义了超像素相异度。然后利用超像素精确估计每个像素的杂波参数,即使在多目标情况下,也可以克服传统CFAR滑动窗口的缺点。此外,基于SAR图像变异系数,提出了一种基于变异系数的局部超像素对比度来优化CFAR检测,以此消除大量杂波虚警,如陆地区域人造目标。对5幅SAR图像的实验结果表明,与其他方法相比,该文方法对不同场景SAR图像海面舰船目标检测都十分稳健。

七种恒虚警率处理方案及性能分析

通过分析现有的五种恒虚警率 (CFAR)处理器检测性能的优劣 ,提出了两种改进型CFAR方案 ,并在计算机模拟统计的基础上对七种处理器的检测性能进行了分析比较 ,得出准选大恒虚警率 (PGO CFAR)和准有序恒虚警率 (POS CFAR)是两种较为实用的在复杂杂波环境中工作的恒虚警处理方案 ,且各有优越性。

改进的SAR图像双参数CFAR舰船检测算法

双参数CFAR检测中设置了目标窗口、保护窗口和背景窗口3个窗口,并且窗口的大小,滑动步长都要进行经验训练得到,效率低,对距离很近的舰船SAR图像会产生漏检。针对这些不足,该文提出了一种改进的双参数CFAR检测算法,该算法只取目标窗口和背景窗口,通过把泄露到背景窗口中的舰船部分去除并对背景窗口中的剩余部分进行均值和方差估计来检测舰船,并且将窗口滑动步长取为目标窗口尺寸。相对双参数CFAR算法,结构得到了简化,检测结果的虚警率减小,对距离很近的舰船不会产生漏检,计算效率得到了改善。仿真结果表明了方法的有效性。

距离扩展目标的双门限恒虚警检测器及性能分析

针对普通积累检测器检测稀疏散射点目标存在"坍塌损失"以及依赖于散射点密度的二元积累(SDD-BI)检测器检测密集散射点目标存在信杂比损失的问题,该文充分利用目标的散射点密度及幅度信息,提出了一种距离扩展目标的双门限恒虚警检测器(DT-CFAR),在高斯杂波背景下推导了DT-CFAR虚警概率和检测概率与检测门限关系的解析表达式,并给出了最优第1门限的确定方法。仿真结果表明,DT-CFAR对不同散射点密度目标都具有较优的检测性能,并且对散射点密度估计失配具有鲁棒性。

海杂波背景中的一种恒虚警率检测方法

提出了一种适用于机载预警(AEW)雷达海杂波背景中目标检测的双参数有序统计恒虚警(CFAR)处理方法———BOS CFAR方法,并对该方法在非高斯海杂波背景、多脉冲非相参积累和多目标干扰环境下的检测性能进行了讨论和分析。理论分析和仿真结果表明,该方法能有效地提高AEW雷达海杂波背景中的CFAR检测性能。

HDL语言实现恒虚警率

介绍了广泛用于雷达信号处理之中的恒虚警率的基本原理 ,并运用自顶向下的设计分析方法 ,给出了采用Alter公司AHDL语言和EPLD10k器件进行的设计。

恒虚警检测器中的双门限方法

叙述了双门限恒虚警检测器的原理,着重分析了两个门限的相互关系,给出了实用例子。

基于时频融合的分布式目标的恒虚警率检测

从双门限检测理论出发,将时域、频域双门限检测法结合起来,推导出一种基于时频融合的分布式目标的恒虚警率检测方法。以同一目标的两个不同角域的距离像检测为例,通过仿真验证了时频融合检测法具有较好的检测性能,并将其与时域、频域双门限检测法和广义似然比检测法进行了性能比较。结果表明时频融合检测法优于广义似然比检测法;而与时域、频域双门限检测法相比,时频融合检测法对不同角域距离像具有良好的稳健性。

合成孔径雷达图像的恒虚警率目标检测

目的 对合成孔径雷达 (SAR)图像实施恒虚警率 (CFAR)目标检测 .方法 利用 K-Gamma和Weibull分布的杂波模型分别对海面和陆地的人造目标实施检测 ;同时 ,对不同杂波背景下 CFAR检测方法进行比较 .结果与结论 通过检测结果的比较 ,证实了 K-Gamma分布和 Weibull分布分别适合于海面和陆地杂波背景下的目标检测 ;在非均匀杂波背景中 ,有序统计量 (OS)较单元平均 (CA)

Weibull杂波背景下的双参数CFAR检测器

针对单参数CFAR检测器在Weibull杂波下需事先估计杂波的形状参数,而双参数CFAR检测器如Log-t CFAR等则存在虚警损失较大的问题,基于有序统计(OS)CFAR检测器,结合反馈控制理论,提出了一种适用于Weibull杂波模型的双参数CFAR检测器.理论分析与仿真表明,该检测器无论在均匀背景还是非均匀背景下都具有较好的检测性能.

多基地雷达中双门限CFAR检测算法

针对多基地雷达系统,该文为解决传统集中式检测算法数据传输率大的问题,根据广义似然比检测算法和自适应匹配滤波算法,提出两种双门限恒虚警率检测器:双门限广义似然比检测器和双门限自适应匹配滤波检测器。首先各个局部雷达站将超过第1门限的局部检验统计量传送到融合中心。然后融合中心根据局部雷达站传送的数据计算融合后的全局检验统计量,并与第2门限比较,得到最终的判决结果。在各空间分集通道的信杂噪比假设相同的条件下,给出了双门限自适应匹配滤波检测器的虚警概率和检测概率的解析表达式。仿真结果表明,两种双门限检测器在低数据率传输时能够保持较好的检测性能。

分布式目标的子空间双门限GLRT CFAR检测

研究了分布式目标在球不变随机变量杂波中的检测问题,提出了一种具有恒虚警特性的双门限广义似然比检测器。分布式目标建模为子空间信号,在距离维和多普勒频率维同时扩展.第一门限的作用是筛选信杂比高的待检测距离单元.将选出的距离单元进行能量积累并与第二门限进行比较做出判决.假设杂波协方差矩阵已知,构造了双门限检测器,并通过推导检测器虚警概率说明其具有恒虚警特性.将基于辅助通道数据的杂波协方差矩阵的估计值替换假设已知的杂波协方差矩阵,得到一个自适应检测器.通过Monte Carlo仿真进行性能分析,说明检测器的有效性和鲁棒性.

分布式MIMO雷达双门限GLRT CFAR检测

在分布式多输入多输出雷达目标检测中,为降低融合中心与局部雷达站之间的数据传输率,提出了一种双门限广义似然比恒虚警率检测算法.首先对局部广义似然比检验统计量进行第一门限判断,将过门限的局部检验统计量传送给融合中心.然后在融合中心进行融合检测,与第二门限比较得到判决结果.推导了双门限广义似然比检测器的虚警概率闭式解.仿真结果表明,双门限广义似然比检测算法在降低数据传输率的同时能保证较好的检测性能.

对SAR图像恒虚警检测的多假目标干扰研究

为有效干扰SAR图像CFAR检测系统,该文提出基于间歇采样重复转发的SAR多假目标干扰方法,解决了传统间歇采样直接转发干扰所形成的假目标少、干扰功率利用率低的缺点;在此基础上,着重分析了多假目标干扰对SAR图像双参数CFAR检测性能的影响。研究结果表明多假目标干扰在提高检测门限的同时,有效降低了双参数CFAR的检测性能。最后针对双参数CFAR背景窗口特点,采用多部分布式干扰机建立了2维"网状"多假目标干扰应用模型,有效保证了背景窗口中假目标数量。理论分析和仿真实验验证了该干扰方法的可行性和有效性。