一種基于小波變換的SAR圖像艦船尾跡檢測(cè)算法.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(SAR)是利用雷達(dá)與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)把尺寸較小的真實(shí)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(dá)。合成孔徑雷達(dá)工作時(shí)按一定的重復(fù)頻率發(fā)、收脈沖，真實(shí)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(hào)的振幅與相對(duì)發(fā)射信號(hào)的相位疊加起來(lái)，便合成一個(gè)等效合成孔徑天線的接收信號(hào)。合成孔徑雷達(dá)的特點(diǎn)是分辨率高，能全天候工作，能有效地識(shí)別偽裝和穿透掩蓋物。主要用于航空測(cè)量、航空遙感、衛(wèi)星海洋觀測(cè)、航天偵察、圖像匹配制導(dǎo)等

2、。 艦船檢測(cè)與監(jiān)視是世界各海岸地帶國(guó)家的傳統(tǒng)任務(wù)，在民用及公安部門有廣泛的應(yīng)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(lǐng)土、反毒品等等。由于合成孔徑雷達(dá)(SAR)具有全天時(shí)和全天候的觀測(cè)能力，能夠宏觀、長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地對(duì)陸地和海洋進(jìn)行觀測(cè)，近年來(lái)，利用SAR 圖像進(jìn)行艦船檢測(cè)的研究和技術(shù)開發(fā)在海洋遙感領(lǐng)域得到高度重視，成為SAR 最重要的海洋應(yīng)用之一。 本論文首先介紹了合成孔徑雷達(dá)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(biāo)檢測(cè)的Radon 變換算法，同時(shí)也介紹了小波變換的特點(diǎn)和應(yīng)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(cè)方法都是基于Radon 變換的線性檢測(cè)算法，國(guó)外的研究人員如Murphy 對(duì)SAR 圖像進(jìn)行Radon 變換，在變換域進(jìn)行增強(qiáng)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(guó)

4、內(nèi)的研究人員有的利用形態(tài)學(xué)圖像處理技術(shù)剔除非尾跡峰值點(diǎn)的干擾，降低虛警率；有的則采用鄰近像素求和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)恒虛警率(CFAR)檢測(cè)。 其次，論文具體討論了應(yīng)用Radon 算法檢測(cè)合成孔徑雷達(dá)圖像艦船尾跡過(guò)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(cè)的不確定性問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，論文提出了一種基于小波變換的尾跡檢測(cè)算法。該算法首先對(duì)原始SAR 圖像進(jìn)行預(yù)處理，初步消除強(qiáng)目標(biāo)點(diǎn)和孤立噪聲的影響；然后進(jìn)行R

5、adon 變換，在變換域中通過(guò)自適應(yīng)域值的方法提取所有可能的局部峰值點(diǎn)，對(duì)這些峰值的一維“截面”進(jìn)行連續(xù)小波變換峰值匹配生成相關(guān)決策參數(shù)，根據(jù)提取到的參數(shù)，通過(guò)設(shè)定科學(xué)的判決函數(shù)在特征空間進(jìn)行決策，得到真實(shí)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(cè)到的尾跡起點(diǎn)和走向。 最后，通過(guò)真實(shí)ERS-1 SAR 圖像上的測(cè)試，證明了該方法能有效消除Radon 變換的多個(gè)缺陷以及虛假線性特征帶來(lái)的不利影響，降低檢測(cè)的虛