基于形态学中值导数的海陆杂波场景分割方法

摘要

本发明公开了一种基于形态学中值导数的海陆杂波场景分割方法，主要解决现有技术分割质量差的问题，其技术方案是：1利用雷达发射机发射脉冲信号，雷达接收机接收由海面反射回来的回波数据；2计算回波数据的平均幅度；3利用平均幅度计算回波数据的形态学中值导数g_j,l；4利用回波数据的形态学中值导数g_j,l，计算海陆分割测度矩阵；5根据海陆分割测度矩阵，设置阈值T；6利用阈值T进行双边阈值设置，得到粗分割后的图像；7对粗分割后的图像进行修正，得到修正后的图像；8对修正后的图像进行形态学滤波，得到最终的杂波场景分割结果。本发明提高了海陆杂波场景分割的质量，可用于非相参扫描模式下的海陆杂波场景分割。

主权项

一种基于形态学中值导数的海陆杂波场景分割方法，其特征在于，包括：(1)利用雷达发射机发射脉冲信号，利用雷达接收机接收经过海面散射形成的回波数据，该回波数据的每个分辨单元中的脉冲回波序列为X：X＝[x₁,x₂,...,x_i,...,x_N]，其中，x_i表示第i个脉冲回波，N表示脉冲数；(2)利用每个分辨单元中的脉冲回波序列X，计算回波数据的平均幅度：$a_{j,l}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\left|x_i\right|,j=1,2,...,W,l=1,2,...,L;$其中，a_j,l表示回波数据中第j个距离维、第l个波位维的平均幅度，|·|表示取模运算，W表示距离总数，L表示波位总数；(3)利用回波数据的平均幅度，计算回波数据的形态学中值导数g_j,l：3a)对回波数据的平均幅度a_j,l做对数变换，得到对数变换后的平均幅度${\bar{a}}_{j,l}=20{\log }_{10}{a}_{j,l};$3b)利用对数变换后的平均幅度计算回波数据的形态学中值导数g_j,l：$g_{j,l}=median\{{\bar{a}}_{j+1,l},{\bar{a}}_{j+2,l},...,{\bar{a}}_{j+M,l}\}-median\{{\bar{a}}_{j-1,l},{\bar{a}}_{j-2,l},...,{\bar{a}}_{j-M,l}\},$其中，median{·}表示取中值运算；(4)利用回波数据的形态学中值导数g_j,l，计算海陆分割测度矩阵V：4a)利用回波数据的形态学中值导数g_j,l计算起伏变差s_j,l：$s_{j,l}=\sqrt{\frac{1}{2M+1}\underset{j=j-M}{\overset{j=j+M}{\Sigma }}{(g_{j,l}-g)}^2},$其中，表示形态学中值导数g_j,l的局部平均值；4b)利用回波数据的形态学中值导数g_j,l和起伏变差s_j,l，得到海陆分割测度v_j,l：v_j,l＝g_j,l+sign(g_j,l)×s_j,l，其中，sign(g_j,l)表示符号函数，其根据g_j,l的数值大小确定取值，如果g_j,l＞0，则sign(g_j,l)＝1，如果g_j,l＜0，则sign(g_j,l)＝‑1，如果g_j,l＝0，则sign(g_j,l)＝0；4c)利用海陆分割测度v_j,l，得到海陆分割测度矩阵V，即v_q,l是海陆分割测度矩阵V的第j个距离维、第l个波位维的海陆分割测度；(5)根据不同雷达回波数据的海陆分割测度矩阵V的特点，设置阈值T＝10；(6)利用阈值T对海陆分割测度矩阵V进行双边阈值设置，即将海陆分割测度矩阵V中属于[‑T,T]之间的测度置为0，其余的测度置为1，得到粗分割后的图像B；(7)根据粗分割后的图像B，将沿距离维连续长度小于K的海洋部分修正为陆地，得到修正后的图像C；(8)对修正后的图像C进行形态学滤波，得到最终的分割结果Z。