[发明专利]基于多普勒谱分析的SAR运动目标检测方法

权利要求书

1.基于多普勒谱分析的SAR运动目标检测方法，用于对一SAR图像中的地面运动目标进行检测，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，对所述SAR图像上的散射点取一矩形的邻域；

步骤S2，对所述邻域内沿方位向的所有序列分别做基-2时间抽取的快速傅里叶变换，得到所述邻域的第一多普勒谱；

步骤S3，对所述第一多普勒谱进行杂波锁定，得到第二多普勒谱以及多普勒中心频率f_c；

步骤S4，根据所述第二多普勒谱，求得一标准偏差s；

步骤S5，若所述SAR图像上的所有散射点均已遍历，进入步骤S6；否则，取所述SAR图像上的下一个散射点，回到步骤S1；

步骤S6，统计所有散射点的标准偏差s的均值s₀，再统计Δs=s-s0的均值μ_Δs、标准差σ_Δs；统计所有散射点的多普勒中心频率f_c的均值μ_fc、标准差σ_fc；设定测度T，使得检测边界为椭圆，并求得每个散射点领域的测度T；

步骤S7，对每个散射点领域的测度T用高斯分布进行拟合，得到测度T的均值μ_T和标准差σ_T，使用恒虚警率法设定一自适应检测的门限T_hT；根据所述门限T_hT对所述SAR图像上的散射点进行标记；

步骤S8，对经所述标记的SAR图像进行中值滤波，获得检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于多普勒谱分析的SAR运动目标检测方法，其特征在于，所述步骤S2中的快速傅里叶变换的方法具体包括如下步骤：

步骤S201，取领域内沿方位向的一个序列作为待变换序列，令S_tg取≥log₂M的最小整数，其中，M为待变换序列的长度，S_tg为FFT蝶形运算的总次数；在所述待变换序列的末尾垫“0”，得到第一序列，使得所述第一序列的长度为；

步骤S202，求出所述第一序列中每个数的序号的二进制数，将各个二进制数的各个位前后颠倒；将所述第一序列重新排列，排列的索引是颠倒位序后的二进制，将重新排序后获得的第二序列作为步骤S203的输入序列；设置蝶形运算的次数w为1；

步骤S203，将所述输入序列每2^w个数分为一组，每组进行2^w点蝶形运算，将每组的运算结果按分组顺序排列，获得输出序列；将蝶形运算的次数w加1；

步骤S204，若w>S_tg，则结束运算，截取所述输出序列前N个点，所得即为基-2时间抽取的快速傅里叶变换的结果；若w≤S_tg，则将所述输出序列作为步骤S203的输入序列，继续执行步骤S203。

3.根据权利要求2所述的基于多普勒谱分析的SAR运动目标检测方法，其特征在于，所述步骤S3中杂波锁定的方法为：

先设定一步长，所述步长大于等于1，以所述第一多普勒谱的平均功率谱的0频点处为起始点，由所述起始点出发，先向右搜索，若第一个值小于起始点的值，则向左搜索，在所述步长的范围内搜索到一个峰值；按预设的比例缩小步长，以搜索到的所述峰值为起始点，重复上述步骤再次搜索；直至所述步长缩小为1，则为最后一次搜索；最后一次搜索的峰值点与最初的起始点的位置偏移量即为多普勒中心频率f_c；根据所述位置偏移量对所述第一多普勒谱矩阵内的每个频谱进行平移，即得到所述第二多普勒谱。

4.根据权利要求3所述的基于多普勒谱分析的SAR运动目标检测方法，其特征在于，所述峰值的搜索方法为：若沿搜索方向的目标值增加，则继续搜索，一旦目标值下降，则认为已找到峰值；使用余弦函数赋予权重值，为指向值赋予最大权重，序列中其他值的权重随着位置远离而指向值逐渐减小。