基于分数域时频特征的SAR图像地物目标检测方法研究

摘要

合成孔径雷达（SAR）是一种工作在微波波段的相干成像雷达，具有高分辨率、全天时、全天候、大面积成像等优点，已经被广泛应用在国民经济和军事领域的很多方面。然而近年来随着合成孔径雷达成像技术的不断发展，SAR图像的获取技术已经明显超前于SAR图像处理技术，因此，如何对SAR图像做出有效解释显得尤为重要。本文主要研究内容就是SAR图像分数域时频特征的提取和基于分数域时频特征的SAR图像地物目标检测。
　　本文在前人研究的基础上，将分数阶短时傅里叶变换（FrSTFT）和分数阶Wigner-Ville分布（FrWD）引入SAR图像目标检测领域，在此领域进行了深入的研究。本文所做的主要研究工作和贡献如下：
　　（1）将分数域时频分析从对一维信号的处理引入到对二维SAR图像信号处理中的地物目标检测中，具有一定的创新性。
　　（2）研究了分数域时频分析理论。从传统时频分析方法入手，在分数阶傅里叶变换的基础上，深入研究了FrSTFT和FrWD这两种分数域时频分析工具，并对分数域时频分析的最优化实现方法做了研究，进行了实验仿真与分析。
　　（3）重点研究了分数域时频分析在SAR图像信号分析中的应用，包括分数域时频数据的显示和图像分数域时频特征的提取与分析。
　　（4）提出了基于分数域时频特征的SAR图像地物目标检测方法，该方法通过提取的SAR图像分数域时频特征进行目标检测。使用本文提出的方法对SAR图像地物目标检测进行了仿真实验，通过与传统方法的对比，验证了本文方法的优越性。

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缩略词表

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作和创新点

1.4 论文结构安排

1.5 本章小结

第二章 SAR图像地物目标检测技术

2.1 SAR图像分析基础

2.2 SAR图像目标检测常见方法介绍

2.3 目标检测子区域的空间聚类处理

2.4 SAR图像目标检测的评价准则

2.5 本章小结

第三章 分数域时频分析方法及主要理论

3.1 时频分析概述

3.2 分数阶傅里叶变换简介

3.3 分数阶短时傅里叶变换

3.4 分数阶Wigner-Ville分布理论

3.5 分数域时频分析的最优化实现理论

3.6 分数阶时频分析数值仿真

3.7 本章小结

第四章 分数域时频分析与SAR图像地物目标检测

4.1 图像分数域时频数据显示

4.2 SAR图像分数域时频特征提取

4.3 基于分数域时频特征的SAR图像地物目标检测

4.4 本章小结

第五章 SAR图像地物目标检测系统实现及应用

5.1 SAR图像地物目标检测软件系统

5.2 SAR图像地物目标检测应用仿真

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 存在的不足与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果