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合成孔径雷达图像目标检测方法研究

作　者: 谢堃
导　师: 周鑫
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 合成孔径雷达 自动目标检测 恒虚警检测算法 广义似然比检测 Snake模型
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


合成孔径雷达是一种先进的利用电磁波进行感知的对地观测工具。对比于光学、红外等成像技术,合成孔径雷达在具有高分辨率及大面积数据获取能力的同时,还具有全天时、全天候观测以及对云层、雾层、地表植物等有一定穿透性的特点,使其在军事、民用的各个领域有着广泛的应用。本文通过全面系统深入的理论和实验研究,从合成孔径雷达图像自身特点出发,建立和完善了目标自动检测理论及其轮廓提取方法。首先,作为目标检测的基础,深入研究了适用于描述合成孔径雷达图像中金属目标区域、陆地杂波区域的统计模型,在此基础上建立了能更准确拟合金属目标和陆地杂波混合区域雷达数据的混合统计模型,给出了各种模型参数估计的算法,并研究与总结了各种模型与实测雷达数据的拟合度。其次,在目标检测方面,文章系统研究了恒虚警检测算法,并对经典的杂波选取方法进行了改进,实验结果显示对比于传统恒虚警算法改进后的检测算法在目标像素保留能力上有了一定的提高。由于恒虚警检测算法没有考虑目标的统计特性,是一种次优的统计检测算法,而为了获得更优的目标检测效果,强调目标统计特性在检测中的作用,本文还深入的研究了基于统计模型的广义似然比目标检测算法并通过实验证实了算法的有效性。最后,将传统的边缘检测算法Snake模型引入合成孔径雷达图像目标检测中,针对图像中具有较强的相干斑噪声、目标边缘不清晰等特性,对Snake模型作相应的改进,使算法能较好地运用于合成孔径雷达图像目标的边缘检测及轮廓提取。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图清单  8-10
表清单  10-11
注释表  11-12
第一章 绪论  12-19
  1.1 引言  12
  1.2 国内外研究概况  12-15
  1.3 课题研究的背景和意义  15-16
  1.4 本文的主要研究内容及章节安排  16-19
第二章 SAR 图像数据模型分析  19-30
  2.1 引言  19
  2.2 SAR 图像数据模型及其参数估计  19-23
    2.2.1 经验分布  19-20
    2.2.2 相干斑模型  20-21
    2.2.3 乘积模型  21-22
    2.2.4 模型参数估计  22-23
  2.3 统计模型拟合度检验  23-25
    2.3.1 AIC 准则  24
    2.3.2 χ 2检验  24-25
    2.3.3 K-S 检验  25
  2.4 实验结果及其分析  25-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章 SAR 图像混合模型建模与分析  30-39
  3.1 引言  30
  3.2 K-Lognormal 混合模型  30-31
  3.3 混合模型参数估计及其分析  31-36
    3.3.1 EM 算法概述  31-32
    3.3.2 K-Lognormal 混合模型参数估计  32-34
    3.3.3 参数估计精度仿真结果与分析  34-36
  3.4 混合模型 SAR 图像拟合度检验结果及分析  36-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章 基于统计模型的恒虚警目标检测  39-50
  4.1 引言  39
  4.2 恒虚警检测概述  39-42
  4.3 基于不同分布的恒虚警检测  42-43
    4.3.1 双参数 CFAR 检测器  42
    4.3.2 基于 Lognormal 分布的 CFAR 检测器  42-43
    4.3.3 基于 K 分布的 CFAR 检测器  43
    4.3.4 基于 K-Lognormal 混合分布的 CFAR 检测器  43
  4.4 实验结果及其分析  43-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章 基于统计模型的广义似然比检测  50-64
  5.1 引言  50
  5.2 广义似然比检测原理  50-51
  5.3 SAR 图像目标广义似然比检测  51-56
    5.3.1 SAR 图像数据下 K-Lognormal 混合模型分析  51-53
    5.3.2 基于 K-Lognormal 分布的广义似然比检测  53-55
    5.3.3 广义似然比检测快速算法设计  55-56
  5.4 基于信息融合的 SAR 图像目标检测  56-57
  5.5 实验结果及其分析  57-63
  5.6 本章小结  63-64
第六章 基于 Snake 模型的目标轮廓提取  64-79
  6.1 引言  64
  6.2 SAR 图像滤波  64-68
  6.3 Snake 模型及相关理论  68-71
    6.3.1 Snake 模型概述  68-70
    6.3.2 Snake 模型算法实现  70-71
  6.4 基于 SAR 图像特征改进的 Snake 模型  71-73
  6.5 仿真结果及其分析  73-78
  6.6 本章小结  78-79
第七章 总结与展望  79-82
参考文献  82-85
致谢  85-86
在学期间发表的论文  86

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 数据、图像处理及录取
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