一种雷达序贯图像动目标检测方法及系统

1.本发明涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种雷达序贯图像动目标检测方法及系统。


背景技术：

2.成像雷达具有能够全天时、全天候工作的特点，其应用领域广泛，既可实现对地高分辨率成像探测，也可对运动目标进行成像探测。随着成像雷达技术的发展，其探测目标类型和探测环境的复杂性也随之增加。针对类似的研究背景发展出了雷达序贯图像信号处理方法，将雷达数据处理成类似视频的多帧序贯图像，再根据多帧成像结果进行动目标检测。
3.传统的动目标检测中，成像雷达通常会获取足够信噪比的运动目标图像，再利用门限检测技术来完成动目标检测。然而，随着目标散射特性逐渐变弱以及雷达探测环境越来越多目标，动目标往往淹没在雷达图像杂波与噪声中，使得传统的门限检测技术难以满足实际应用需求，使得得到的检测结果不准确。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种雷达序贯图像动目标检测方法及系统，可显著提升低信噪比下运动目标探测性能，提高检测结果的准确度。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种雷达序贯图像动目标检测方法，包括：
7.获取雷达序贯图像动目标检测的相关参数和经距离压缩处理的雷达真实数据；所述相关参数包括：雷达数据的脉冲重复频率和总时长；
8.根据所述总时长、预设单帧时间长度、预设帧间隔、预设目标信号出现有效帧数估计值以及预设核函数滑动窗口步长计算序贯图像核函数输出长度；
9.根据所述脉冲重复频率、所述预设单帧时间长度和所述预设帧间隔对所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据，并对每帧雷达距离压缩数据分别进行快速傅里叶变换得到每帧雷达距离压缩数据对应的图像；
10.对各帧雷达距离压缩数据对应的图像分别进行归一化处理得到归一化图像；
11.对于任意一个像素点，确定所有归一化图像上的所述像素点的像素值构成所述像素点的时间维向量；
12.根据所述像素点的时间维向量、所述预设目标信号出现有效帧数估计值、预设二次有理核函数参数和所述序贯图像核函数输出长度计算所述像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量；
13.确定各像素点的二次有理核函数结果向量中的最小元素组成二维矩阵；
14.根据所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵对所述二维矩阵中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果；
15.根据预设判决阈值和各像素点的核函数归一化结果对所述雷达序贯图像进行动
目标检测。
16.可选的，所述根据所述脉冲重复频率、所述预设单帧时间长度和所述预设帧间隔对所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据，具体包括：
17.根据所述脉冲重复频率和所述预设单帧时间长度计算单帧方位向点数；
18.根据所述脉冲重复频率和所述预设帧间隔计算帧间隔点数；
19.根据所述单帧方位向点数和所述帧间隔点数将所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据。
20.可选的，所述对各帧雷达距离压缩数据对应的图像分别进行归一化处理得到归一化图像，具体包括：
21.对于任意一帧雷达距离压缩数据对应的图像，分别计算所述图像的平均值和标准差；
22.根据所述图像的平均值和标准差对所述图像进行归一化处理得到归一化图像。
23.可选的，所述根据所述总时长、预设单帧时间长度、预设帧间隔、预设目标信号出现有效帧数估计值以及预设核函数滑动窗口步长计算序贯图像核函数输出长度，具体包括：
24.根据所述总时长、所述预设单帧时间长度和所述预设帧间隔计算雷达真实数据转化的帧数；
25.根据所述预设目标信号出现有效帧数估计值、所述预设核函数滑动窗口步长和所述雷达真实数据转化的帧数计算所述序贯图像核函数输出长度。
26.可选的，所述根据所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵对所述二维矩阵中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果，具体包括：
27.沿方位向与距离向对所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵进行截取得到背景噪声核函数结果三维矩阵；
28.计算所述背景噪声核函数结果三维矩阵的均值和标准差；
29.根据所述背景噪声核函数结果三维矩阵的均值和标准差对所述二维矩阵中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果。
30.可选的，所述根据所述像素点的时间维向量、所述预设目标信号出现有效帧数估计值、预设二次有理核函数参数和所述序贯图像核函数输出长度计算所述像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量，具体包括：
31.在当前迭代次数下，在所述像素点的时间维向量上任选两个间隔为所述预设目标信号出现有效帧数估计值的向量作为第一目标向量和第二目标向量；
32.根据所述预设二次有理核函数参数、所述预设目标信号出现有效帧数估计值、所述第一目标向量和所述第二目标向量得到当前迭代次数下所述像素点的时间维向量的二次有理核函数结果；
33.更新第一目标向量和第二目标向量进入下次迭代，直到迭代次数等于所述序贯图像核函数输出长度，则确定所有迭代次数下的二次有理核函数结果为所述像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量。
34.一种雷达序贯图像动目标检测系统，包括：
35.获取模块，用于获取雷达序贯图像动目标检测的相关参数和经距离压缩处理的雷达真实数据；所述相关参数包括：雷达数据的脉冲重复频率和总时长；
36.序贯图像核函数输出长度计算模块，用于根据所述总时长、预设单帧时间长度、预设帧间隔、预设目标信号出现有效帧数估计值以及预设核函数滑动窗口步长计算序贯图像核函数输出长度；
37.分割模块，用于根据所述脉冲重复频率、所述预设单帧时间长度和所述预设帧间隔对所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据，并对每帧雷达距离压缩数据分别进行快速傅里叶变换得到每帧雷达距离压缩数据对应的图像；
38.归一化图像计算模块，用于对各帧雷达距离压缩数据对应的图像分别进行归一化处理得到归一化图像；
39.时间维向量确定模块，用于对于任意一个像素点，确定所有归一化图像上的所述像素点的像素值构成所述像素点的时间维向量；
40.二次有理核函数结果向量计算模块，用于根据所述像素点的时间维向量、所述预设目标信号出现有效帧数估计值、预设二次有理核函数参数和所述序贯图像核函数输出长度计算所述像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量；
41.二维矩阵确定模块，用于确定各像素点的二次有理核函数结果向量中的最小元素组成二维矩阵；
42.核函数归一化模块，用于根据所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵对所述二维矩阵中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果；
43.动目标检测模块，用于根据预设判决阈值和各像素点的核函数归一化结果对所述雷达序贯图像进行动目标检测。
44.可选的，所述分割模块，具体包括：
45.单帧方位向点数计算单元，用于根据所述脉冲重复频率和所述预设单帧时间长度计算单帧方位向点数；
46.帧间隔点数计算单元，用于根据所述脉冲重复频率和所述预设帧间隔计算帧间隔点数；
47.分割单元，用于根据所述单帧方位向点数和所述帧间隔点数将所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据。
48.可选的，所述归一化图像计算模块，具体包括：
49.平均值和标准差计算单元，用于对于任意一帧雷达距离压缩数据对应的图像，分别计算所述图像的平均值和标准差；
50.归一化图像计算单元，用于根据所述图像的平均值和标准差对所述图像进行归一化处理得到归一化图像。
51.可选的，所述序贯图像核函数输出长度计算模块，具体包括：
52.帧数计算单元，用于根据所述总时长、所述预设单帧时间长度和所述预设帧间隔计算雷达真实数据转化的帧数；
53.序贯图像核函数输出长度计算单元，用于根据所述预设目标信号出现有效帧数估计值、所述预设核函数滑动窗口步长和所述雷达真实数据转化的帧数计算所述序贯图像核函数输出长度。
54.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明根据总时长、预设单帧时间长度、预设帧间隔、预设目标信号出现有效帧数估计值、预设核函数滑动窗口步长计算序贯图像核函数输出长度；根据脉冲重复频率、预设单帧时间长度和预设帧间隔对经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据，并对每帧雷达距离压缩数据分别进行快速傅里叶变换得到每帧雷达距离压缩数据对应的图像；对各帧雷达距离压缩数据对应的图像分别进行归一化处理得到归一化图像；对于任意一个像素点，确定所有归一化图像上的像素点的像素值构成像素点的时间维向量；根据像素点的时间维向量和序贯图像核函数输出长度计算像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量；确定各像素点的二次有理核函数结果向量中的最小元素为二维矩阵；根据所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵对二维矩阵中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果；根据预设判决阈值和各像素点的核函数归一化结果对雷达序贯图像进行动目标检测，可显著提升低信噪比下运动目标探测性能，提高检测结果的准确度。
附图说明
55.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
56.图1为本发明实施例提供的一种基于二次有理核函数的雷达序贯图像动目标检测方法流程图；
57.图2为本发明实施例提供的基于二次有理核函数的雷达序贯图像核函数结果图；
58.图3为本发明实施例提供的基于二次有理核函数的雷达序贯图像动目标检测结果图。
具体实施方式
59.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
60.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
61.多帧序贯雷达图像数据间存在背景相似性以及运动目标差异性等特点，通过充分利用上述信息并挖掘图像数据中目标的高维特性，可有利于实现运动目标探测。因此，基于多帧序贯雷达图像数据研究动目标检测新方法十分必要，可显著提升低信噪比下运动目标探测性能，本发明提供了一种雷达序贯图像动目标检测方法，具体为基于二次有理核函数的雷达序贯图像动目标检测方法，通过二次有理核函数计算雷达序贯图像映射到高维空间的内积，得到微弱动目标的检测结果。
62.如图1所示，所述方法包括：
63.一种雷达序贯图像动目标检测方法，包括：
64.获取雷达序贯图像动目标检测的相关参数和经距离压缩处理的雷达真实数据；所述相关参数包括：雷达数据的脉冲重复频率prf和总时长ta。
65.根据所述总时长ta、预设单帧时间长度t
fl
、预设帧间隔t
fs
、预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、预设核函数滑动窗口步长n
step
计算序贯图像核函数输出长度l
ker
。
66.根据所述脉冲重复频率prf、所述预设单帧时间长度t
fl
和所述预设帧间隔t
fs
对所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据，并对每帧雷达距离压缩数据分别进行快速傅里叶变换得到每帧雷达距离压缩数据对应的图像。
67.对各帧雷达距离压缩数据对应的图像分别进行归一化处理得到归一化图像。
68.对于任意一个像素点，确定所有归一化图像上的所述像素点的像素值构成所述像素点的时间维向量。
69.根据所述像素点的时间维向量、所述预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、预设二次有理核函数参数和所述序贯图像核函数输出长度计算所述像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量k
m,n
。
70.确定各像素点的二次有理核函数结果向量中的最小元素组成二维矩阵k
min
。
71.根据所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵k对所述二维矩阵k
min
中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果。
72.根据预设判决阈值和各像素点的核函数归一化结果对所述雷达序贯图像进行动目标检测。
73.在实际应用中，所述根据所述脉冲重复频率prf、所述预设单帧时间长度t
fl
和所述预设帧间隔t
fs
对所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据，具体包括：
74.根据所述脉冲重复频率prf和所述预设单帧时间长度t
fl
计算单帧方位向点数na。
75.根据所述脉冲重复频率prf和所述预设帧间隔t
fs
计算帧间隔点数n
fs
。
76.根据所述单帧方位向点数na和所述帧间隔点数n
fs
将所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据。
77.在实际应用中，所述对各帧雷达距离压缩数据对应的图像分别进行归一化处理得到归一化图像，具体包括：
78.对于任意一帧雷达距离压缩数据对应的图像，分别计算所述图像的平均值和标准差。
79.根据所述图像的平均值和标准差对所述图像进行归一化处理得到归一化图像。
80.在实际应用中，所述根据所述总时长ta、预设单帧时间长度t
fl
、预设帧间隔t
fs
、预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、预设核函数滑动窗口步长n
step
计算序贯图像核函数输出长度l
ker
，具体包括：
81.根据所述总时长ta、所述预设单帧时间长度t
fl
和所述预设帧间隔t
fs
计算雷达真实数据转化的帧数n
fra
。
82.根据所述预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、所述预设核函数滑动窗口步长n
step
和所述雷达真实数据转化的帧数n
fra
计算所述序贯图像核函数输出长度l
ker
。
83.在实际应用中，所述根据所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵
对所述二维矩阵中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果，具体包括：
84.沿方位向与距离向对所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵k进行截取得到背景噪声核函数结果三维矩阵kb。
85.计算所述背景噪声核函数结果三维矩阵kb的均值b
mean
和标准差σb。
86.根据所述背景噪声核函数结果三维矩阵的均值b
mean
和标准差σb对所述二维矩阵k
min
中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果。
87.在实际应用中，所述根据所述像素点的时间维向量、所述预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、预设二次有理核函数参数和所述序贯图像核函数输出长度计算所述像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量，具体包括：
88.在当前迭代次数下，在所述像素点的时间维向量上任选两个间隔为所述预设目标信号出现有效帧数估计值的向量作为第一目标向量和第二目标向量。
89.根据所述预设二次有理核函数参数、所述第一目标向量和所述第二目标向量得到当前迭代次数i下所述像素点的时间维向量的二次有理核函数结果
90.更新第一目标向量和第二目标向量进入下次迭代，直到迭代次数等于所述序贯图像核函数输出长度，则确定所有迭代次数下的二次有理核函数结果为所述像素点(m,n)时间维向量的二次有理核函数结果向量k
m,n
。
91.在实际应用中，根据所述总时长ta、所述预设单帧时间长度t
fl
和所述预设帧间隔t
fs
计算雷达真实数据转化的帧数n
fra
具体为，根据公式
[0092][0093]
在实际应用中，根据所述脉冲重复频率prf和所述预设单帧时间长度t
fl
计算单帧方位向点数na；具体为，根据公式
[0094]
na＝[prf
×
t
fl
](2)计算。
[0095]
在实际应用中，根据所述脉冲重复频率prf和所述预设帧间隔t
fs
计算帧间隔点数n
fs
具体为，根据公式
[0096]nfs
＝[prf
×
t
fs
](3)计算。
[0097]
在实际应用中，根据所述图像的平均值u和标准差σ对所述图像进行归一化处理得到归一化图像x
nor
，具体为，根据公式计算。
[0098]
在实际应用中，根据所述预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、所述预设核函数滑动窗口步长n
step
和所述雷达真实数据转化的帧数n
fra
计算所述序贯图像核函数输出长度l
ker
，具体为，根据公式
[0099][0100]
在实际应用中，根据所述预设二次有理核函数参数、所述预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、所述第一目标向量和所述第二目标向量得到当前迭代次数i下所述像素点的时间维向量的二次有理核函数结果具体包括：
[0101]
(a)根据公式(6)、所述预设二次有理核函数参数、所述第一目标向量xi和所述第二目标向量yi得到当前迭代次数i下某一像素点时间维向量的二次有理核函数结果
[0102][0103]
其中，为根据像素点(m，n)时间维向量中的xi和yi向量计算得到第i次像素点(m，n)时间维向量的二次有理核函数结果。m，n为像素点坐标，xi，yi为该像素点构成的时间维向量上间隔为l
valid
的两个向量，i为该像素点输出的核函数结果序号，xj，yj代表xi，yi两个向量中的对应元素，j代表元素在向量中的序号。
[0104]
在实际应用中，更新第一目标向量和第二目标向量进入下次迭代，直到迭代次数等于所述序贯图像核函数输出长度，则确定所有迭代次数下的二次有理核函数结果为所述像素点(m，n)时间维向量的二次有理核函数结果向量k
m,n
具体为：更新循环变量i，令i＝i+1，直到输出的核函数结果序号i＝l
ker
，得到该像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量k
m,n
。
[0105]
在实际应用中，确定各像素点的二次有理核函数结果向量中的最小元素组成二维矩阵，得到二维矩阵k
min
，具体根据公式
[0106][0107]
在实际应用中，沿方位向与距离向对所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵k进行截取得到背景噪声核函数结果三维矩阵kb，具体为：结合全部像素点的时间维向量的核函数结果三维矩阵k，沿方位向与距离向截取部分边缘图像核函数结果作为背景噪声核函数结果三维矩阵kb，具体公式为：
[0108]
kb＝k
m,n
(8)
[0109]
其中m，n为截取部分边缘图像的方位向点数和距离向点数。
[0110]
在实际应用中，根据所述背景噪声核函数结果三维矩阵的均值b
mean
和标准差σb对所述二维矩阵k
min
中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果具体为根据公式
[0111]
计算。
[0112]
其中m，n为像素点坐标。
[0113]
根据预设判决阈值thr和各像素点的核函数归一化结果对所述雷达序贯图像进行动目标检测，具体操作流程为：
[0114]
(a)判断某一像素点(m，n)的核函数归一化结果与判决阈值thr的大小，若则判断该像素点无动目标经过，若则判断该像素点有动目标经过，其中m，n为像素点坐标。
[0115]
(b)重复此步骤的(a)操作，更新变量m，n，得到全部像素点的动目标检测结果，可直接绘制雷达序贯图像动目标检测结果图。
[0116]
一种雷达序贯图像动目标检测系统，包括：
[0117]
获取模块，用于获取雷达序贯图像动目标检测的相关参数和经距离压缩处理的雷达真实数据；所述相关参数包括：雷达数据的脉冲重复频率prf和总时长ta。
[0118]
序贯图像核函数输出长度计算模块，用于根据所述总时长ta、预设单帧时间长度t
fl
、预设帧间隔t
fs
、预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、预设核函数滑动窗口步长n
step
计算序贯图像核函数输出长度l
ker
。
[0119]
分割模块，用于根据所述脉冲重复频率prf、所述预设单帧时间长度t
fl
和所述预设帧间隔t
fs
对所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据，并对每帧雷达距离压缩数据分别进行快速傅里叶变换得到每帧雷达距离压缩数据对应的图像。
[0120]
归一化图像计算模块，用于对各帧雷达距离压缩数据对应的图像分别进行归一化处理得到归一化图像。
[0121]
时间维向量确定模块，用于对于任意一个像素点，确定所有归一化图像上的所述像素点的像素值构成所述像素点的时间维向量。
[0122]
二次有理核函数结果向量计算模块，用于根据所述像素点的时间维向量、所述预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
、预设二次有理核函数参数和所述序贯图像核函数输出长度计算所述像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量。
[0123]
二维矩阵确定模块，用于确定各像素点的二次有理核函数结果向量中的最小元素组成二维矩阵k
min
。
[0124]
核函数归一化模块，用于根据所有像素点的二次有理核函数结果向量组成的三维矩阵对所述二维矩阵中的各元素分别进行归一化处理得到各像素点的核函数归一化结果。
[0125]
动目标检测模块，用于根据预设判决阈值和各像素点的核函数归一化结果对所述雷达序贯图像进行动目标检测。
[0126]
在实际应用中，所述分割模块，具体包括：
[0127]
单帧方位向点数计算单元，用于根据所述脉冲重复频率prf和所述预设单帧时间长度t
fl
计算单帧方位向点数na。
[0128]
帧间隔点数计算单元，用于根据所述脉冲重复频率prf和所述预设帧间隔t
fs
计算帧间隔点数n
fs
。
[0129]
分割单元，用于根据所述单帧方位向点数na和所述帧间隔点数n
fs
将所述经距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割得到多帧雷达距离压缩数据。
[0130]
在实际应用中，所述归一化图像计算模块，具体包括：
[0131]
平均值和标准差计算单元，用于对于任意一帧雷达距离压缩数据对应的图像，分别计算所述图像的平均值和标准差。
[0132]
归一化图像计算单元，用于根据所述图像的平均值和标准差对所述图像进行归一化处理得到归一化图像。
[0133]
在实际应用中，所述序贯图像核函数输出长度计算模块，具体包括：
[0134]
帧数计算单元，用于根据所述总时长ta、所述预设单帧时间长度t
fl
和所述预设帧间隔t
fs
计算雷达真实数据转化的帧数n
fra
。
[0135]
序贯图像核函数输出长度计算单元，用于根据所述预设目标信号出现有效帧数估
计值l
valid
、所述预设核函数滑动窗口步长n
step
和所述雷达真实数据转化的帧数n
fra
计算所述序贯图像核函数输出长度l
ker
。
[0136]
本实施例提出了一种采用上述实施例提供的基于二次有理核函数的雷达序贯图像动目标检测方法进行仿真的过程，所需的参数如表1所示。
[0137]
表1 实施例参数
[0138][0139]
本实施例具体包括以下步骤：
[0140]
步骤一：读入雷达序贯图像动目标检测相关参数及经过距离压缩处理的雷达真实数据，相关参数具体包括：脉冲重复频率prf，总时长ta，预设的仿真参数具体包括：生成的雷达序贯图像的帧的预设单帧时间长度t
fl
，预设帧间隔t
fs
，预设核函数滑动窗口步长n
step
，预设二次有理核函数参数c，预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
和预设判决阈值thr。
[0141]
步骤二：结合步骤一读入的总时长ta，预设单帧时间长度t
fl
，预设帧间隔t
fs
，利用式(1)计算雷达真实数据转化的帧数n
fra
。
[0142]
步骤三：结合步骤一读入的脉冲重复频率prf，预设单帧时间长度t
fl
，预设帧间隔t
fs
和经过距离压缩处理的雷达真实数据，以及步骤二计算的帧数n
fra
，生成经过距离压缩处理的雷达真实数据的子帧，对每帧数据做快速傅里叶变换计算得到每帧雷达数据成像结果，具体操作流程为。
[0143]
(a)利用式(2)计算单帧方位向点数na。
[0144]
(b)利用式(3)计算帧间隔点数n
fs
。
[0145]
(c)结合单帧方位向点数na，以及帧间隔点数n
fs
，将经过距离压缩处理的雷达真实数据沿方位向分割生成雷达距离压缩数据的子帧。
[0146]
(d)对每帧雷达距离压缩数据做快速傅里叶变换计算得到每帧雷达数据成像结果。
[0147]
步骤四：结合步骤三计算的每帧雷达数据成像结果，计算每帧图像归一化结果，具体操作流程为：
[0148]
(a)计算每帧图像数据的平均值u。
[0149]
(b)计算每帧图像数据的标准差σ。
[0150]
(c)利用式(4)计算每帧图像归一化结果。
[0151]
步骤五：结合步骤一读入的预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
，预设核函数滑动窗口步长n
step
，以及步骤二计算的帧数n
fra
，利用式(5)计算序贯图像核函数输出长度l
ker
。
[0152]
步骤六：结合步骤四计算的每帧图像归一化结果，提取各帧同像素点值构成时间维向量，即在各帧图像上提取同一像素点的值构成这个像素点的时间维向量。
[0153]
步骤七：结合步骤一读入的预设二次有理核函数参数c，预设核函数滑动窗口步长n
step
，预设目标信号出现有效帧数估计值l
valid
，以及步骤五计算的序贯图像核函数输出长度l
ker
，步骤六提取的各帧同像素点值构成时间维向量，计算全部像素点的时间维向量的核函数结果矩阵k，以及各像素点时间维向量的核函数结果最小值k
min
，具体操作流程为：
[0154]
(a)利用式(6)计算某一像素点时间维向量的第i次二次有理核函数结果
[0155]
(b)更新循环变量i，令i＝i+1，直到输出的核函数结果序号i＝l
ker
，得到该像素点时间维向量的二次有理核函数结果向量k
m,n
(所有次数下的构成的)。
[0156]
(c)重复此步骤的(a)，(b)操作，更新变量m，n，得到全部像素点时间维向量的二次有理核函数结果三维矩阵k，即全部像素点的二次有理核函数结果向量组成k。
[0157]
(d)利用式(7)计算全部像素点时间维向量的二次有理核函数结果矩阵k在时间维上的最小值，得到二维矩阵k
min
，一个像素点对应一个最小值，然后所有像素点的最小值构成一个二维矩阵k
min
，维度分别是距离向和方位向。
[0158]
步骤八：结合步骤七计算的全部像素点的时间维向量的核函数结果三维矩阵k，利用式(8)计算背景噪声核函数结果三维矩阵kb。
[0159]
步骤九：结合步骤八提取的背景噪声核函数结果三维矩阵kb，计算背景噪声核函数结果三维矩阵kb的均值b
mean
和标准差σb。
[0160]
步骤十：结合步骤七计算的各像素点时间维向量的核函数结果最小值k
min
，以及步骤九计算的背景噪声核函数结果三维矩阵的均值b
mean
和标准差σb，利用式(9)计算各核函数归一化结果，得到多个归一化结果k
nor
。
[0161]
步骤十一：结合步骤一读入的判决阈值thr，以及步骤十计算的核函数归一化结果k
nor
，通过比较k
nor
和thr，得到雷达序贯图像动目标检测结果。
[0162]
经过上述步骤的处理，可以得到结合表1参数和经过距离压缩处理的雷达真实数据得到的雷达序贯图像的核函数计算结果，如图2所示和雷达序贯图像动目标检测结果(白色位置所示)如图3所示。由图2和图3的结果可知，本发明提出的方法通过增加时间维，计算雷达序贯图像各个像素点的核函数值，能够从包含噪声的雷达原始数据中分辨出动目标，结果清晰可辨。
[0163]
本发明的优点在于：
[0164]
(1)本发明提出了一种基于二次有理核函数的雷达序贯图像动目标检测方法，与现有的雷达动目标检测方法相比，可以在低信噪比条件下实现动目标有效检测。
[0165]
(2)本发明提出了一种基于二次有理核函数的雷达序贯图像动目标检测方法，增加了时间维的相关计算，利用二次有理核函数将输入空间映射到高维特征空间中，从而降
低分类难度，提高动目标检测精度。
[0166]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0167]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。