一种子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法技术

本发明专利技术公开了一种子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法，涉及水声阵列信号处理领域，充分利用子带处理中目标和旁瓣的“空间一致性”差异，在子带峰值检测基础上，通过图像膨胀腐蚀，消除目标方位扰动造成的子带峰值分岔，并从分布函数入手给出主旁瓣幅值比门限，结合多门限判决实现旁瓣假目标剔除。本发明专利技术克服了传统后置子带处理的高虚警，与自适应处理结合使用，不降低检测性能条件下，高分辨性能提升不少于30％，具有工程应用价值。具有工程应用价值。具有工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法

：
[0001]本专利技术属于水声阵列信号处理领域，具体涉及一种子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法。

技术介绍
：
[0002]常规的被动宽带检测一般通过多通道能量累积获得全方位宽带检测结果。这种通过全局能量进行检测的方法，会过多的引入噪声的能量，降低算法的检测和高分辨能力。子带峰值能量检测针对每个子频段的方位谱取其局部峰值，然后对同一波束不同子频段上的峰值进行累加，可大幅降低噪声能量的影响。当子带峰值能量检测与自适应方法联合使用时，理论上可进一步提高检测和高分辨性能。
[0003]但是，子带峰值检测方法在提高目标方位分辨力的同时，增加了宽带检测的虚警，特别是当阵元输入信噪比较低或波束旁瓣较高时，产生大量虚警目标严重影响检测性能，制约了子带峰值检测方法的工程应用。

技术实现思路
：
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法，通过引入一种基于子带峰值能量检测的旁瓣假目标剔除方法来抑制虚假目标，克服了传统后置子带处理的高虚警，与自适应处理结合使用，不降低检测性能条件下，高分辨性能提升不少于30％，具有工程应用价值。
[0005]本专利技术的技术解决方案是，提供一种子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法,该方法主要应用于宽带波束形成，首先从声纳平台累积的试验数据中筛选目标轨迹清晰的多组基阵数据，对多基阵数据做子带警戒波束积分处理，子带峰值能量SPED和子带峰值个数SPED CS处理；其次，对子带峰值个数谱做“膨胀腐蚀”处理，该“膨胀腐蚀处理”包括膨胀、腐蚀两个处理动作，“膨胀腐蚀”结果用于子带峰值能量SPED和子带峰值个数SPED CS修正处理；再次，对修正后子带峰值能量SPED做主旁瓣波束筛选，筛选出主旁瓣波束方位后，计算修正后子带峰值能量谱SPED和子带峰值个数谱SPED CS的主旁瓣幅值比。对主旁瓣幅值比做量化和统计处理，获得主旁瓣幅值比概率分布函数；再次，分析统计结果主旁瓣幅值比概率分布函数，给出旁瓣假目标子带峰值能量主旁瓣幅值比、子带峰值个数主旁瓣幅值比门限、主旁瓣角度间隔门限；最后，确认子带峰值能量主旁瓣幅值比门限、子带峰值个数主旁瓣幅值比门限和主旁瓣角度间隔门限，利用多门限判决，剔除旁瓣假目标。
[0006]本专利技术包括子带峰值能量SPED和子带峰值个数SPED CS处理、SPED CS“膨胀腐蚀”及SPED和SPED CS修正、主旁瓣波束筛选及主旁瓣幅值比概率分布函数计算、旁瓣假目标门限计算、疑似旁瓣假目标剔除。
[0007]1、子带峰值能量SPED和子带峰值个数SPED CS处理：
[0008]101：子带警戒波束积分处理；从声纳平台累积的试验数据中筛选目标轨迹清晰的多组基阵数据，对多基阵数据做子带警戒波束积分处理，获得当前节拍各频点警戒波束数
据P
n
'(f
k
,θ
i
)(n为时序，f
k
为工作频带内第k个频点，θ
i
为第i个波束方位，n＝0，
…
，N
‑
1，k＝0，
…
，K
‑
1，i＝0，
…
，I
‑
1，一般建议N不小于20000，K不小于50，θ
i
不大于
‑
3dB波束宽度的0.2倍)；
[0009]102：子带峰值能量SPED处理；对各频点做子带峰值能量检测，只保留极大值一个峰值点，峰值点以外的值都设置为0，峰值检测后可得子带能量谱P
n
(f
k
,θ
i
)，即：
[0010][0011]对同一波束上的P
n
(f
k
,θ
i
)进行累加合成，得到子带峰值能量谱Po
n
(θ
i
)：
[0012][0013]103：子带峰值个数SPED CS处理；对各频点做子带峰值检测，极大值点置为1，其余置为0，峰值检测后可得子带峰值检测结果PT
n
(f
k
,θ
i
)，即：
[0014][0015]对同一波束上的PT
n
(f
k
,θ
i
)进行累加合成，得到子带峰值个数谱Pco
n
(θ
i
)：
[0016][0017]2、SPED CS“膨胀腐蚀”及SPED和SPED CS修正：
[0018]201：SPED CS“膨胀”处理；对子带峰值个数谱Pco
n
(θ
i
)做“膨胀处理”，处理窗长|θ
M
‑1‑
θ0|建议取中心频率
‑
3dB波束宽度(θ
‑
3dB
)的0.5倍,得到“膨胀”结果PZco
n
(θ
i
)：
[0019][0020]202：“腐蚀”处理；对膨胀结果数据PZco
n
(θ
i
)做腐蚀处理，得到“腐蚀”结果C
n
(θ
i
)：
[0021][0022]从而消除因目标方位扰动造成的子带峰值个数曲线“峰值分岔”，获得光滑连续的子带峰值个数曲线。
[0023]203：SPED和SPED CS修正；对SPED CS“膨胀腐蚀”结果C
n
(θ
i
)做bool判决，获得SPED CS门W
n
(θ
i
)：
[0024][0025]并在W
n
(θ
i
)约束条件下，修正子带峰值能量谱Po
n
(θ
i
)：在W
n
(θ
i
)为1的范围寻找Po
n
(θ
i
)的极大值点，当出现多个极大值时，保留最大极大值对应方位左右5个波束的能量，其余波束能量置0，得到修正后峰值能量谱Po'
n
(θ
i
)，从而消除子带峰值能量中的“峰值分岔”现象。同理，利用SPED CS门W
n
(θ
i
)获得修正后峰值个数Pco'
n
(θ
i
)。
[0026]3、主旁瓣波束筛选及主旁瓣幅值比概率分布函数计算：
[0027]301：主瓣和疑似旁瓣波束筛选；对子带峰值能量Po'
n
(θ
i
)做极大值搜索，降序排序筛选出极大值前5且能量值大于20，同时在邻近波束中能量最大的的目标波束作为目标主瓣，其5θ
‑
3dB
角度范围内左右前2个靠近主瓣的波束作为疑似旁瓣，主瓣子带峰值能量为Po'<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法,其特征在于：该方法包括，步骤1，从声纳平台累积的试验数据中筛选目标轨迹清晰的多组基阵数据，对多基阵数据做子带警戒波束积分处理，子带峰值能量SPED和子带峰值个数SPED CS处理；步骤2，对子带峰值个数谱做膨胀腐蚀处理，膨胀腐蚀结果用于子带峰值能量SPED和子带峰值个数SPED CS修正处理；步骤3，对修正后子带峰值能量SPED做主旁瓣波束筛选，筛选出主旁瓣波束方位后，计算修正后子带峰值能量谱SPED和子带峰值个数谱SPED CS的主旁瓣幅值比；以及对主旁瓣幅值比做量化和统计处理，获得主旁瓣幅值比概率分布函数；步骤4，分析统计结果主旁瓣幅值比概率分布函数，给出旁瓣假目标子带峰值能量主旁瓣幅值比、子带峰值个数主旁瓣幅值比门限、主旁瓣角度间隔门限；步骤5，确认子带峰值能量主旁瓣幅值比门限、子带峰值个数主旁瓣幅值比门限和主旁瓣角度间隔门限，利用多门限判决，剔除旁瓣假目标。2.根据权利要求1所述的子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法，其特征在于：步骤1具体操作如下，子带警戒波束积分处理；从声纳平台累积的试验数据中筛选目标轨迹清晰的多组基阵数据，对多基阵数据做子带警戒波束积分处理，获得当前节拍各频点警戒波束数据P
′
n
(f
k
,θ
i
)，其中，n为时序，f
k
为工作频带内第k个频点，θ
i
为第i个波束方位，n＝0，
…
，N
‑
1，k＝0，
…
，K
‑
1，i＝0，
…
，I
‑
1，N不小于20000，K不小于50，θ
i
不大于
‑
3dB波束宽度的0.2倍；子带峰值能量SPED处理；对各频点做子带峰值能量检测，只保留极大值一个峰值点，峰值点以外的值都设置为0，峰值检测后得子带能量谱P
n
(f
k
,θ
i
)，即：对同一波束上的P
n
(f
k
,θ
i
)进行累加合成，得到子带峰值能量谱Po
n
(θ
i
)：子带峰值个数SPED CS处理；对各频点做子带峰值检测，极大值点置为1，其余置为0，峰值检测后得子带峰值检测结果PT
n
(f
k
,θ
i
)，即：对同一波束上的PT
n
(f
k
,θ
i
)进行累加合成，得到子带峰值个数谱Pco
n
(θ
i
)：3.根据权利要求1所述的子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法，其特征在于：步骤2具体操作如下，SPED CS膨胀处理；对子带峰值个数谱Pco
n
(θ
i
)做膨胀处理，处理窗长|θ
M
‑1‑
θ0|取中心频率
‑
3dB波束宽度(θ
‑
3dB
)的0.5倍,得到膨胀结果PZco
n
(θ
i
)：
腐蚀处理；对膨胀结果数据PZco
n
(θ
i
)做腐蚀处理，得到腐蚀结果C
n
(θ
i
)：从而消除因目标方位扰动造成的子带峰值个数曲线峰值分岔，获得光滑连续的子带峰值个数曲线；SPED和SPED CS修正；对SPED CS膨胀腐蚀结果C
n
(θ
i
)做bool判决，获得SPED CS门W
n
(θ
i
)：并在W
n
(θ
i
)约束条件下，修正子带峰值能量谱Po
n
(θ
i
)：在W
n
(θ
i
)为1的范围寻找Po
n
(θ
i
)的极大值点，当出现多个极大值时，保留最大极大值对应方位左右5个波束的能量，其余波束能量置0，得到修正后峰值能量谱Po'
n
(θ
i
)，从而消除子带峰值能量中的峰值分岔现象，并利用SPED CS门W
n
(θ
i
)获得修正后峰值个数Pco'
n
(θ
i
)。4.根据权利要求1所述的子带峰值能量检测旁瓣假目标剔除方法，其特征在于：步骤3具体操作如下，主瓣和疑似旁瓣波束筛选；对子...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雅南，杨梦准，李恒光，李东东，喻聪，苏钰，刘岩，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：