基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111257872A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010013936.3(22)申请日2020.01.07(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人李鸿志汪昕王勇张文萱陈思雨(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人时起磊(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/02(2006.01)G01S7/35(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图11页(54)发明名称基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法(57)摘要基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，涉及外辐射源雷达信号处理技术领域，针对现有技术中在刚体信号能量较低的情况下，或者信噪比较低的情况时不能有效的检测出刚体信号成分的问题，本发明利用了刚体信号在时频域中呈现为直线的特点，利用图像直线检测工具，radon变换进行刚体信号的检测。本发明利用了拉普拉斯算子，对radon变换域中的峰值进行了非刚体成分的排除，即只有足够陡峭的峰值点才被认为是极值点。通过这种方式，可以在刚体信号能量较低的情况下，或者信噪比较低的情况还是能有效的检测出刚体信号成分并相应的进行滤波。CN111257872ACN111257872A权利要求书1/2页1.基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：对原始信号进行短时傅里叶变换；步骤二：对短时傅里叶变换的时频图进行radon变换，并将变换域中的极值点标记为可能的刚体成分；步骤三：使用拉普拉斯算子对图像的radon变换域进行处理，得到变换域的陡峭程度信息；步骤四：确定radon变换域中产生可能的刚体成分的峰值点；步骤五：根据步骤四中刚体成分产生的峰值点在radon变换域中的坐标位置确定刚体在短时傅里叶时频图中的位置参数；步骤六：根据步骤五得到的刚体成分参数设计带通滤波器，对原信号进行滤波，滤除微多普勒信号成分，得到纯净的刚体信号成分。2.根据权利要求1所述的基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，其特征在于所述步骤一中短时傅里叶变换公式如下：其中，窗函数w(i)长度为Mw，s(i)是原信号，M是信号长度，w(i-m)是窗函数。3.根据权利要求2所述的基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，其特征在于所述Mw取信号长度M的八分之一。4.根据权利要求1所述的基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，其特征在于所述步骤二中radon变换的公式如下：其中，f(x,y)是信号短时傅里叶变换后的时频谱图，x是时间，y是频率，δ是冲激函数，α是积分投影的角度，β是投影轴上的位置。5.根据权利要求4所述的基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，其特征在于所述步骤三中拉普拉斯算子表达式如下6.根据权利要求1所述的基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，其特征在于所述步骤四中确定radon变换域中产生可能的刚体成分的峰值点的方法为：步骤四一：对变换域的值进行排序，设置经验百分比为1％，取变换域中的函数值为前1％的点；步骤四二：点函数值大于等于其邻域的函数值即为radon变换域中产生刚体成分的峰值点。7.根据权利要求1所述的基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，其特征在于所述步骤四中确定radon变换域中产生刚体成分的峰值点通过判断步骤二中可能的刚体峰值点位置经过步骤三拉普拉斯算子处理后在该点还是否为峰值确定，若处理后在该点还是峰值，则此位置为刚体成分产生的峰值点。8.根据权利要求1所述的基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法，其特征2CN111257872A权利要求书2/2页在于所述原始信号为雷达回波中所有含有微多普勒成分的距离单元信号。3CN111257872A说明书1/6页基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法技术领域[0001]本发明涉及外辐射源雷达信号处理技术领域，具体为一种基于Radon变换与拉普拉斯算子的微多普勒抑制方法。背景技术[0002]逆合成孔径雷达成像时，通常情况将目标假设为刚体，通过运动补偿将雷达远场的物体转化为理想转台后，使用距离多普勒算法对其距离和方向维度分别依次进行压缩得到高分辨率的雷达图像。但是，当目标拥有高速旋转的部件时，该高速旋转部件将破坏刚体假设，如果仍然通过距离多普勒算法成像的话会导致图像域中产生不同距离单元的条带干扰，使原本成像的目标，即目标在空间中的姿态遮挡，对成像结果不利，这种高速旋转部件产生的效应就是所谓的微多普勒效应。所以，欲使用距离多普勒算法(Range-Dop