[发明专利]单束激光叠加脉冲信号的滤波检测方法

权利要求书

1.一种单束激光叠加脉冲信号的滤波检测方法，其特征在于，步骤一，基于单光束叠加脉冲信号特征塑造单光束叠加脉冲信号观测模型，采用该观测模型对单光束叠加脉冲信号进行描述，所述基于单光束叠加脉冲信号特征塑造单光束叠加脉冲信号观测模型，采用该观测模型对单光束叠加脉冲信号进行描述具体为，

其中，K用于描述单光束叠加脉冲信号分量的数量；在对单光束叠加脉冲信号进行检测的过程中，弱脉冲信号分量的检测和参数估计受到强脉冲信号的干扰，采用以下步骤避免强脉冲信号对弱脉冲信号的干扰：

1)依据滤波技术在(p,u)平面中完成对被观测单光束叠加脉冲信号的二维检索，通过平面中峰值最高的位置对最强单光束叠加脉冲信号分量进行检测；

2)完成对单光束叠加脉冲信号的阶FRFT处理，获取转换后的信号，公式描述如下：

式中，依次用于描述正常单光束叠加脉冲信号与含有噪声的单光束叠加脉冲信号；当前脉冲信号分量能量大多数集中于u中处于中心位置的窄带中，剩下脉冲信号分量与噪声无显著能量聚集；

3)在u中依据尖峰对单光束叠加脉冲信号进行遮挡操作，也就是：

其中，M(u)用于描述中心频率是的窄带阻滤波器，将其和观测单光束叠加脉冲信号在分数阶域中实现乘法滤波处理，也就是过滤第一信号分量的大多数能量；

4)把经滤波处理后的单光束叠加脉冲信号进行阶FRFT处理，从而将其转换至时间域；

5)反复进行上述1)-4)步骤，从而实现单光束叠加脉冲信号的检测；

步骤二，对基于主成分分析的单光束叠加脉冲信号进行预处理，将所采集的一组单光束叠加脉冲信号的进行主成分分析，得到包括信号特征主向量的主成分分析数据，基于主向量以及主成分重构特征脉冲信号，实现信号特征采集；步骤三，获取任一方向上、任一尺度的Gabor滤波器，采用Gabor滤波器检测出单光束叠加脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的单束激光叠加脉冲信号的滤波检测方法，其特征在于，所述进行主成分分析具体为，通过固定点迭代方式获取对主成分进行分析的两步迭代算法：

(1)变更主向量：

依据固定点迭代方法原理，对各个向量进行提取时，任选单位向量a_i(0)作为迭代初始值，将其代入式(6)中迭代直至收敛；

(2)符合各个主向量之间正交的条件：主向量a为正交归一化矩阵，通过GramSchmidt正交分解法将各主向量之间正交化，已提取了i-1个主向量a₁,a₂,...,a_i-1后，则在对第i个主向量进行提取时，进入下一轮迭代前对a_i进行正交化处理，则有：

再将所得a_i归一化。

3.根据权利要求2所述的单束激光叠加脉冲信号的滤波检测方法，其特征在于，所述步骤三中，所述获取任一方向上、任一尺度的Gabor滤波器具体为，改变在x-y坐标系上的Gabor滤波器g(x,y)的旋转角度θ_t，可获取任一方向上的Gabor滤波器，转动后的坐标记作(x′,y′)，则有：

式中，是方向角，用n描述方向总数，从式(1)中选择径向频率u_s以及标准差σ_s，

可获取任一尺度s的滤波器，则Gabor滤波器在尺度s方向t上的脉冲响应函数是：

式中，用(u_st,v_st)描述g_st(x,y)的中心频率，用σ_st、ξ_st分别描述Gauss函数在x轴和y轴上的标准差，用g_st(x,y)_r描述实Gabor滤波器，则有：

式中，s＝1,2,...,m；t＝1,2,...,n，用m描述尺度总数，m,n∈Z；

将g_st(x,y)进行Fourier变换可得：

式中，用(u,v)与(u′,v′)分别描述(x,y)以及(x′,y′)在频率域中的坐标，它们符合：

同时有：

式中，s＝1,2,...,m；t＝1,2,...,n；

实Gabor滤波器在实际运用中是团状检测子，采用实Gabor滤波器g_st(x,y)_r检测单光束叠加脉冲信号，s＝1,2,...,m，t＝1,2,...,n。