Sar图像车辆目标的快速检测与定位方法
【专利摘要】本发明提供一种SAR图像车辆目标的快速检测与定位方法。技术方案是首先利用高斯分布和双参数恒虚警率算法来构建车辆目标检测方法，然后对检测结果进行形态学滤波、尺寸滤波和聚类处理，来获取车辆目标的像素集合，以此计算车辆目标的中心坐标，作为车辆目标的图像位置坐标，实现车辆目标的定位。本发明只涉及一些简单的算术运算，运算量小，检测与定位精度高，处理效率较高，便于工程实现。
【专利说明】SAR图像车辆目标的快速检测与定位方法
[0001]方法领域
[0002]本发明属于遥感信息处理方法领域,涉及一种SAR(synthetic aperture radar,合成孔径雷达)图像车辆目标检测与定位方法。
[0003]背景方法
[0004]车辆目标如轿车、卡车、坦克、装甲车等都是SAR对地观测中重点监测的对象，该类目标的检测与定位是SAR图像处理的重要内容。通常，一个典型高分辨率机载SAR系统可在I分钟内对100平方公里的观测区域进行成像探测，分辨率可达I米X I米，相当于每秒钟产生一幅I百多万个像素的SAR图像。如何在这种海量的SAR图像数据和大范围的观测场景中快速检测出车辆目标，并实现车辆目标定位，是SAR图像处理的难点问题。
[0005]针对这一问题，本发明给出了一种SAR图像车辆目标的快速检测和定位方法，可以在复杂背景的SAR图像数据中，实现快速、稳健的车辆目标检测和定位，为SAR图像信息获取应用奠定了技术基础，具有重要的实用价值。
【发明内容】
[0006]本发明开发了 SAR图像车辆目标的快速检测和定位方法。该方法能对大范围观测场景的SAR图像数据进行车辆目标的快速检测和定位，给出车辆目标的数量和对应的图像位置坐标。同时，该方法具有结构简单、运算量小和处理效率高等优点。
[0007]本发明的基本思路是:首先利用高斯分布和双参数CFAR(Constant False AlarmRate，恒虚警率)算法来构建车辆目标检测方法，然后对检测结果进行形态学滤波、尺寸滤波和聚类处理，来获取车辆目标的像素集合，以此计算车辆目标的中心坐标，作为车辆目标的图像位置坐标，实现车辆目标的定位。
[0008]本发明的方法方案见图1，具体步骤如下:
[0009]第一步:获取任意像素的局部邻域数据集
[0010]设待测SAR图 ，M和N为SAR图像的行数和列数，s(i,j)为SAR图像中坐标为(i,j)像素值,习惯上称s(i, j)为像素。待测SAR图像的距离向分辨率和方位向分辨率都为r。感兴趣的车辆目标的长度和宽度分别为L和W，则其长度和宽度在待测SAR图像分别有Ltl和W。个像素，其中Ltl = Ceil (L/r) ,W0 = Ceil (ff/r)，Ceil (.)表示取上限整数值，车辆目标在待测SAR图像上的面积为Nt = UXW。。
[0011]为了获取像素s(i，j)的局部邻域数据集，对S(i，j)进行加窗处理，窗的形状如图2所示。该正方形的环形窗的中心像素为s (i,j)，外边长为L1个像素，内边长为L2个像素，其中1^ 1^+1，且1^ = 1^-2。环形窗内的像素构成了像素s(i，j)的局部邻域数据集Ωε(?, j)。
[0012]第二步:计算任意像素背景杂波统计分布函数
[0013]设待测SAR图像的背景杂波像素服从高斯分布，利用下式计算像素s (i,j)局部背景杂波分布函数中均值元(〗,/)和标准差0^(1,β ；
【权利要求】
1.SAR图像车辆目标的快速检测与定位方法，其特征在于，包括下述步骤: 第一步:获取任意像素的局部邻域数据集: 设待测SAR图像为S = {s (i，j)，I≤i≤M，I≤j≤N}，M和N为SAR图像的行数和列数，s(i，j)为SAR图像中坐标为(i，j)像素值；待测SAR图像的距离向分辨率和方位向分辨率都为r ;感兴趣的车辆目标的长度和宽度分别为L和W，则其长度和宽度在待测SAR图像分别有Ltl和\个像素，其中Ltl = Ceil (L/r)，W0 = Ceil (ff/r)，Ceil (.)表示取上限整数值，车辆目标在待测SAR图像上的面积为Nt = L0Xff0 ； 对s(i，j)进行加窗处理，该正方形的环形窗的中心像素为s(i，j)，外边长SL1个像素，内边长为L2个像素，其中L2≥L0+1，且L2 = L1-2 ;环形窗内的像素构成了像素s (i，j)的局部邻域数据集Qji，j); 第二步:计算任意像素背景杂波统计分布函数 利用下式计算待测SAR图像像素s(i，j)局部背景杂波分布函数中均值免(U)和标准差乏(4 J'):
2.根据权利要求1所述的SAR图像车辆目标的快速检测与定位方法，其特征在于，Bq-2 J &1—0.5 ο
3.根据权利要求2所述的SAR图像车辆目标的快速检测与定位方法，其特征在于D=CeiKL0 / 3)。
【文档编号】G06K9/62GK103473775SQ201310421421
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】李禹 , 粟毅, 黄春琳, 陆珉, 王建, 唐涛, 朱宇涛 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学