一種基于小波變換的SAR圖像艦船尾跡檢測算法.pdf

1、合成孔徑雷達(SAR)是利用雷達與目標的相對運動把尺寸較小的真實天線孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成一較大的等效天線孔徑的雷達。合成孔徑雷達工作時按一定的重復頻率發(fā)、收脈沖，真實天線依次占一虛構(gòu)線陣天線單元位置。把這些單元天線接收信號的振幅與相對發(fā)射信號的相位疊加起來，便合成一個等效合成孔徑天線的接收信號。合成孔徑雷達的特點是分辨率高，能全天候工作，能有效地識別偽裝和穿透掩蓋物。主要用于航空測量、航空遙感、衛(wèi)星海洋觀測、航天偵察、圖像匹配制導等

2、。 艦船檢測與監(jiān)視是世界各海岸地帶國家的傳統(tǒng)任務，在民用及公安部門有廣泛的應用，例如：艦船的尋找和救助、捕漁船監(jiān)視、非法移民、保衛(wèi)領土、反毒品等等。由于合成孔徑雷達(SAR)具有全天時和全天候的觀測能力，能夠宏觀、長期、動態(tài)、實時地對陸地和海洋進行觀測，近年來，利用SAR 圖像進行艦船檢測的研究和技術開發(fā)在海洋遙感領域得到高度重視，成為SAR 最重要的海洋應用之一。 本論文首先介紹了合成孔徑雷達圖像上海面艦船尾跡的特征以

3、及廣泛用于SAR 圖像上線性目標檢測的Radon 變換算法，同時也介紹了小波變換的特點和應用。由于Radon 變換出色的抗噪性能，目前大部分SAR 圖像艦船尾跡檢測方法都是基于Radon 變換的線性檢測算法，國外的研究人員如Murphy 對SAR 圖像進行Radon 變換，在變換域進行增強處理，再用濾波逆投影算法變換回圖像域；Califano等人將Radon 變換限制在窗口內(nèi)；Copeland等人則定義了沿線段積分的Radon 變換；國

4、內(nèi)的研究人員有的利用形態(tài)學圖像處理技術剔除非尾跡峰值點的干擾，降低虛警率；有的則采用鄰近像素求和方法來實現(xiàn)恒虛警率(CFAR)檢測。 其次，論文具體討論了應用Radon 算法檢測合成孔徑雷達圖像艦船尾跡過程中，Radon 算法的主要缺陷以及常規(guī)Radon 變換域中尾跡峰值檢測的不確定性問題，針對這些問題，論文提出了一種基于小波變換的尾跡檢測算法。該算法首先對原始SAR 圖像進行預處理，初步消除強目標點和孤立噪聲的影響；然后進行R

5、adon 變換，在變換域中通過自適應域值的方法提取所有可能的局部峰值點，對這些峰值的一維“截面”進行連續(xù)小波變換峰值匹配生成相關決策參數(shù)，根據(jù)提取到的參數(shù)，通過設定科學的判決函數(shù)在特征空間進行決策，得到真實的尾跡線性特征；最后在原始SAR 圖像利用方向梯度算法確定已檢測到的尾跡起點和走向。 最后，通過真實ERS-1 SAR 圖像上的測試，證明了該方法能有效消除Radon 變換的多個缺陷以及虛假線性特征帶來的不利影響，降低檢測的虛