SAR圖像近港艦船目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、利用合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)圖像進(jìn)行艦船目標(biāo)檢測(cè)對(duì)于軍事情報(bào)獲取、海洋監(jiān)視和漁業(yè)管控意義重大，已經(jīng)成為海洋遙感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在近港區(qū)域，艦船集中?？?，進(jìn)出頻繁，極具偵查價(jià)值，因此，研究SAR圖像近港艦船目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以準(zhǔn)確提取艦船目標(biāo)為目的，針對(duì)近港SAR圖像中排除陸地干擾、剔除雜波虛警等問(wèn)題，采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，對(duì)SAR圖像海陸分割、艦船目標(biāo)檢測(cè)與鑒別等關(guān)鍵

2、技術(shù)進(jìn)行了深入研究。
　　艦船檢測(cè)本質(zhì)上是數(shù)據(jù)逐級(jí)篩選問(wèn)題，針對(duì)近港區(qū)域SAR圖像，本文主要通過(guò)海陸分割、目標(biāo)檢測(cè)、虛警鑒別三級(jí)篩選達(dá)到艦船目標(biāo)檢測(cè)的目的。海陸分割是去除陸地區(qū)域，目標(biāo)檢測(cè)是從海洋中提取可能是艦船目標(biāo)的ROI切片，虛警鑒別是從檢測(cè)結(jié)果中剔除虛警，最終輸出艦船目標(biāo)。根據(jù)以上思路，開(kāi)展工作如下：
　　在SAR圖像中，近港區(qū)域背景復(fù)雜，碼頭和艦船均屬于強(qiáng)散射目標(biāo)，灰度接近，當(dāng)艦船停泊在碼頭附近時(shí)，在圖像上表現(xiàn)為與碼

3、頭連成一體，傳統(tǒng)目標(biāo)檢測(cè)方法難以正確分離艦船與碼頭。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出一種新的艦船檢測(cè)方法，以海陸分割為基礎(chǔ)，將同一區(qū)域光學(xué)圖像作為先驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)SAR圖像和光學(xué)圖像的自動(dòng)配準(zhǔn)，將港口的光學(xué)模板準(zhǔn)確映射到SAR圖像上，從而把靠岸艦船與碼頭分離，然后在限定的海洋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行全局CFAR檢測(cè)，快速提取艦船目標(biāo)。
　　基于特征的鑒別方法是目前應(yīng)用最為廣泛的目標(biāo)鑒別方法，本文針對(duì)艦船目標(biāo)和雜波虛警的差異，基于變化檢測(cè)技術(shù)，提出一種新的鑒

4、別特征—目標(biāo)像素聚集度特征。該特征可定量評(píng)估切片分割后強(qiáng)散射目標(biāo)像素在目標(biāo)區(qū)域的聚集程度，從而將真實(shí)目標(biāo)和雜波虛警區(qū)分開(kāi)。
　　此外，艦船目標(biāo)的幾何特征也是一種重要的鑒別特征，然而，由于SAR相干成像機(jī)理，艦船目標(biāo)上容易出現(xiàn)“拖影”或“十字叉”，給艦船目標(biāo)的幾何特征提取帶來(lái)困難。針對(duì)這一問(wèn)題，本文根據(jù)艦船輪廓近似橢圓形的特點(diǎn)，提出一種基于橢圓擬合的艦船目標(biāo)幾何特征提取方法。通過(guò)多組真實(shí)SAR數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，該方法可以在一定程度