基于SAR数据的迭代恒虚警目标检测

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  恒虚警检测器应用于实际SAR数据时,经常遇到的一个问题是,在目标密集区域利用滑动窗估计背景海杂波参数时,滑动窗的杂波区内可能包含目标回波,由于目标回波通常明显强于海杂波,因此会造成背景海杂波参数估计过高,最终使得恒虚警检测器的漏检增多,即目标回波会抑制其周围像素点的检测结果.为解决这一问题,学者们提出了多种方法.2009年高贵等人提出,先利用一个全局阈值对整景SAR图像进行检测以初步获得目标像素点,然后在后续利用滑动窗的局部检测中,将被这些目标点从杂波区中剔除[1].此方法的主要缺陷在于,初始检测使用的全局阈值是一个经验参数,它的事先设定需要知道待检测SAR图像中大致包含的目标像素点数,而这通常是未知的.201 1年崔一等人提出了一种迭代恒虚警检测框架,在前一次恒虚警检测中被判别为目标的像素点,将从当前恒虚警检测的杂波区中剔除,当前后连续两次恒虚警检测输出的结果完全一致时,迭代终止[2].此方法没有独立的初始检测,而是首先将所有像素点均视为杂波点,直接开始第一次检测,然后通过迭代的方法逐渐剔除杂波区中的目标点.其主要缺陷在于,由于缺乏独立的初始检测使得迭代收敛相对较慢,同时仅剔除检测出的目标像素点,并不能完全解决检测时目标回波对其周围像素点的抑制现象.本文以崔一等人提出的迭代检测框架为基础,对其进行了两点改进.1、在当前检测中,不仅剔除上一次检测结果中的目标像素点,同时还剔除这些目标像素点周围一定邻域范围内的像素点.这一改进使得受目标回波影响的像素点被完全从杂波区中剔除,从而很好的解决了目标回波对其周围检测结果的抑制现象.2、提出了一种新的、完全独立的初始检测算法.该算法计算简单,适用于Gamma分布、K分布等各种杂波模型,且仅需要恒虚警检测器使用的虚警率作为唯一输入参数即可完成对SAR图像的初始检测.使用该初始检测算法后,迭代检测框架达到收敛所需的迭代次数大大减少,即迭代收敛速度明显加快.文章试验部分以迭代单元平均恒虚警检测为例,以多景对我国渤海观测的RADARSAT-2卫星ScanSAR wide观测模式数据为基础,对改进前后的迭代恒虚警检测框架进行了详细对比试验,验证了两点改进的有效性.
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