星载SAR舰船目标快速检测方法研究

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当前,个别周边国家舰船非法进入我国管辖海域从事测绘、监听等非法活动,严重威胁了我国海洋合法权益。因此,发展海洋目标监视监测技术,提高海洋执法能力,对维护我国海洋安全具有十分重要的意义。合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)具有全天时、全天候、多极化、多频段和高分辨率的成像能力优势,已成为海洋遥感监视监测的有效方法。在业务化应用中,需要处理的SAR影像数据量往往巨大,因此检测算法的效率直接影响海洋执法部门反应能力。但目前国内外学者在检测算法效率方面的研究工作尚不多见。为此,本文面向SAR舰船快速检测方法开展研究,主要工作如下:1)进行了真实实验数据的采集获取工作。开展了舰船SAR与AIS(AutomaticIdentificationSystem)的同步检测实验,实地参与了三次SAR与AIS舰船检测实验,获取了真实SAR数据和AIS数据,为后续研究工作提供真实的实验数据与验证数据。2)对比分析了典型SAR舰船检测算法。在获取真实的SAR数据和AIS数据基础上,复现并对比分析了K-CFAR、G0-CFAR、双参数CFAR、小波变换和最佳熵阈值等经典舰船检测算法。比较了各算法的检测效率和检测效果,给出了面向不同SAR影像的较优算法,为实际应用算法选择提供了有力的参考。同时,探讨了影响检测效率的关键因素,为后续发展性能优越的快速检测算法奠定了坚实的基础。3)在对典型SAR舰船检测算法充分分析把握的基础上,取长补短,研究提出了一种更具实用价值的基于H-CFAR的SAR舰船快速检测方法。该方法直接利用舰船SAR图像直方图信息建模,并结合CFAR理论实现海洋目标快速检测。实验证明,与经典的K-CFAR算法比较,该方法在保证检测准确率的前提条件下,有效地提高了算法检测效率,为SAR海洋目标实时监视监测提供了重要支撑。
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