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海杂波FRFT域的分形特征分析及小目标检测方法

行鸿彦 张强 徐伟

海杂波FRFT域的分形特征分析及小目标检测方法

行鸿彦, 张强, 徐伟
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  • 针对海杂波背景下海情对小目标检测的严重影响, 本文研究了实测海杂波在分数阶Fourier变换(FRFT)域的分形特征, 分别提出了单、高尺度下的分形检测方法. 由数学定义推得, FRFT 在不同阶数和尺度情况下, 不具有一致的自相似特性, 采用多重分形趋势波动分析法确定分形参数H(q), 分析了海杂波在不同海情、距离和极化条件下的分形特征. 在单尺度基础上结合FRFT的变阶优势, 提出了阶数自适应的小目标检测方法; 高尺度条件下, 比较了不同因素对海杂波FRFT域多重分形参数的影响. 结果表明:海杂波FRFT域可用变换阶数的方法检测到湮没在复杂海情中的小信号, 检测门限多数提高200%以上, 比采用时域信号提高26.3%. H(q) 在负高尺度上具有明显的多重分形特征差异, H(q)-q曲线满足反正切分布, 纯海杂波与含目标数据的拟合幅值比分别大于1.8(HH)和1.4(VV), 为海杂波背景小目标检测提供了判定依据.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61072133)、江苏普通高校研究生实践创新计划项目(批准号:SJZZ_0112)、江苏省产学研联合创新资金计划(批准号:BY2013007-02,BY2011112)、江苏省高校科研成果产业化推进项目(批准号:JHB2011-15)、江苏省“信息与通信工程”优势学科和江苏省“六大人才高峰”计划资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-26
  • 修回日期:  2015-01-09
  • 刊出日期:  2015-06-05

海杂波FRFT域的分形特征分析及小目标检测方法

  • 1. 南京信息工程大学, 气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 南京 210044;
  • 2. 南京信息工程大学, 江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 南京 210044
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61072133)、江苏普通高校研究生实践创新计划项目(批准号:SJZZ_0112)、江苏省产学研联合创新资金计划(批准号:BY2013007-02,BY2011112)、江苏省高校科研成果产业化推进项目(批准号:JHB2011-15)、江苏省“信息与通信工程”优势学科和江苏省“六大人才高峰”计划资助的课题.

摘要: 针对海杂波背景下海情对小目标检测的严重影响, 本文研究了实测海杂波在分数阶Fourier变换(FRFT)域的分形特征, 分别提出了单、高尺度下的分形检测方法. 由数学定义推得, FRFT 在不同阶数和尺度情况下, 不具有一致的自相似特性, 采用多重分形趋势波动分析法确定分形参数H(q), 分析了海杂波在不同海情、距离和极化条件下的分形特征. 在单尺度基础上结合FRFT的变阶优势, 提出了阶数自适应的小目标检测方法; 高尺度条件下, 比较了不同因素对海杂波FRFT域多重分形参数的影响. 结果表明:海杂波FRFT域可用变换阶数的方法检测到湮没在复杂海情中的小信号, 检测门限多数提高200%以上, 比采用时域信号提高26.3%. H(q) 在负高尺度上具有明显的多重分形特征差异, H(q)-q曲线满足反正切分布, 纯海杂波与含目标数据的拟合幅值比分别大于1.8(HH)和1.4(VV), 为海杂波背景小目标检测提供了判定依据.

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