CN112634275B - 一种雷达回波图像处理方法及*** - Google Patents
一种雷达回波图像处理方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种雷达回波图像处理方法,包括:对雷达原始回波图像进行网格划分,得到雷达回波图像;确定连续多帧雷达回波图像中的各个回波块的距离和方位是否有偏移;当没有偏移时,比对多帧雷达回波图像的像素值,获取目标的回波信息;当有偏移时,通过混合高斯背景模型,从连续多帧雷达回波图像中提取出运动目标,得到连续多帧图像并进行关联,获取运动目标的轨迹片段;将对雷达回波图像上的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,并根据目标回波块的面积大小动态调整雷达回波图像的网格大小。本发明还公开了一种雷达回波图像处理***。本发明使用像素值和回波块大小等特征提取目标,减少了人为干预,提升目标的检测率。
Description
技术领域
本发明涉及雷达技术领域,具体而言,涉及一种雷达回波图像处理方法及***。
背景技术
目标检测和跟踪是雷达的基本功能,雷达探测目标的性能会直接影响用户对海上态势、周围目标的避让及航行规划。当前,在雨、雪天气及海杂波比较强的时候,需要手动调整固定增益、海杂波增益等参数进行杂波抑制。这种方法虽能够输出目标信息,但需要人工干预,且在同一场景中每个人调整的参数不一样,从而影响了目标的精确探测。当探测到弱小目标时,其雷达散射截面积的值较小,则雷达回波比较弱,该目标难以被检测到,以致对有效目标的判断与决策带来了困扰,可能还会影响船舶的行驶安全。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种雷达回波图像处理方法及***,使用像素值和回波块大小等特征提取目标,减少了人为干预,提升目标的检测率。
本发明提供了一种雷达回波图像处理方法,所述方法包括:
对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像;
确定连续多帧雷达回波图像中各个回波块的距离和方位是否有偏移;
当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述目标的回波信息;
当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定回波块对应的目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述运动目标,得到连续多帧图像,并对所述连续多帧图像依次进行关联,获取所述目标的轨迹片段;
对当前帧雷达回波图像中的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,将所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值与历史最小目标回波块面积值进行比较,并在所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值小于所述历史最小目标回波块面积值时,根据所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值动态调整所述当前帧雷达回波图像网格的大小,以使最小目标回波块占据一个网格,其中,所述目标回波块为所述各个回波块中目标对应的回波块。
作为本发明进一步的改进,所述雷达原始回波图像中横向表示距离,纵向表示方位,左上角表示原点,
所述对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像,包括:
以一帧雷达原始回波图像的原点为基准,按照从左至右、从上至下的顺序,将该帧雷达原始回波图像依次划分为m×n个网格,得到一帧雷达回波图像,其中,每一网格左上角的坐标值为上一网格的终止坐标值, m和n均为正整数。
作为本发明进一步的改进,所述确定连续多帧雷达回波图像中各个回波块的距离和方位是否有偏移,包括:
当所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中的回波块的距离和方位均未改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离和方位没有偏移;
当所述连续多帧雷达回波图像中至少有一帧雷达回波图像中的回波块的距离或方位发生改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离或方位有偏移。
作为本发明进一步的改进,所述当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述目标的回波信息,包括:
对当前帧雷达回波图像和至少一帧所述当前帧雷达回波图像之前时刻的雷达回波图像的像素值进行二进制与操作,获取所述目标的回波信息。
作为本发明进一步的改进,所述混合高斯背景模型根据历史像素值建立,
所述当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定回波块对应的目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述目标,得到连续多帧图像,包括:
对所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像,将每个像素点的值与所述混合高斯背景模型的均值进行比对,若方差在预设范围内,确定该像素点为背景并过滤,否则确定该像素点为前景并保留,得到一帧图像,其中,所述前景表示运动目标;
对所述连续多帧雷达回波图像分别执行上述过程,得到所述连续多帧图像。
作为本发明进一步的改进,所述对当前帧雷达回波图像的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,包括:
根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,或采用Canny及findContours函数对所述当前帧雷达回波图像的二值化图像进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取;
对提取出的轮廓采用颜色进行填充;
对提取出的轮廓按照一定比例放大,并对不同比例的轮廓填充颜色。
作为本发明进一步的改进,所述方法还包括:预先获取各个回波块的扫描线信息,每个回波块的扫描线信息包括:各根扫描线的起始位置信息和终止位置信息,其中,所述预先获取各个回波块的扫描线信息包括:
将每根扫描线对应的像素值与预设阈值进行比较,当扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定扫描线的起始位置信息,包括像素值、距离和方位信息,当扫描线上有像素值小于预设阈值时,确定扫描线的终止位置信息,包括像素值、距离和方位信息;
当连续多根扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定所述连续多根扫描线对应同一回波块,并根据所述连续多根扫描线的起始位置信息和终止位置信息得到该回波块的扫描线信息;
其中,所述根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,包括:
在检测出目标后,根据所述目标的距离和方位,从所述各个回波块的扫描线信息中查找并匹配所述目标回波块的扫描线信息,根据所述目标回波块的扫描线信息得到所述目标回波块的轮廓边缘信息,基于所述目标回波块的轮廓边缘信息,提取出所述目标的轮廓。
作为本发明进一步的改进,所述方法还包括:
根据所述目标在所述连续多帧雷达回波图像中存在的生命周期,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标;或,
根据所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中的目标回波块的距离、方位和航向,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标。
作为本发明进一步的改进,所述方法还包括:
通过设定不同的阈值对雷达原始回波图像进行二值化处理。
作为本发明进一步的改进,所述方法还包括:
根据每一帧雷达回波图像中目标回波块占据的各个网格的像素值,确定各个网格中的目标是否为同一目标,包括:
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的像素值与该网格的邻域网格的像素值进行比对,当所述邻域网格的像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格中的目标与该网格中的目标为同一目标;或,
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的像素值与该网格的邻域网格的部分像素值进行比对,当所述邻域网格的部分像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格的部分中的目标与该网格中的目标为同一目标;
其中,所述邻域网格表示该网格的上、下、左、右、左上、右上、左下和右下网格中的一个网格。
本发明还提供了一种雷达回波图像处理***,所述***包括:
雷达原始回波数据采集模块,用于对雷达射频组件采集到的信号进行转换处理,得到的雷达原始回波数据;
雷达回波图像模块,用于对雷达原始回波数据进行处理得到雷达原始回波图像,对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像,确定连续多帧雷达回波图像中的各个回波块的距离和方位是否有偏移,并在当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值小于历史最小目标回波块面积值时,根据所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值动态调整所述当前帧雷达回波图像网格的大小,以使最小目标回波块占据一个网格,其中,所述目标回波块为所述各个回波块中目标对应的回波块;
帧间相关模块,用于当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述目标的回波信息;
高斯背景建模模块,用于当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定回波块对应的目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述目标,得到连续多帧图像,并对所述连续多帧图像依次进行关联,获取所述目标的轨迹片段;
数据后处理模块,用于对当前帧雷达回波图像中的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,并比较所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值与历史最小目标回波块面积值。
作为本发明进一步的改进,所述雷达原始回波图像中横向表示距离,纵向表示方位,左上角表示原点,
所述雷达回波图像模块包括:
以一帧雷达原始回波图像的原点为基准,按照从左至右、从上至下的顺序,将该帧雷达原始回波图像依次划分为m×n个网格,得到一帧雷达回波图像,其中,每一网格左上角的坐标值为上一网格的终止坐标值, m和n均为正整数。
作为本发明进一步的改进,所述雷达回波图像模块包括:
当所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中的回波块的距离和方位均未改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离和方位没有偏移;
当所述连续多帧雷达回波图像中至少有一帧雷达回波图像中的回波块的距离或方位发生改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离或方位有偏移。
作为本发明进一步的改进,所述帧间相关模块包括:
对当前帧雷达回波图像和至少一帧所述当前帧雷达回波图像之前时刻的雷达回波图像的像素值进行二进制与操作,获取所述目标的回波信息。
作为本发明进一步的改进,所述混合高斯背景模型根据历史像素值建立,所述高斯背景建模模块包括:
对所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像,将每个像素点的值与所述混合高斯背景模型的均值进行比对,若方差在预设范围内,确定该像素点为背景并过滤,否则确定该像素点为前景并保留,得到一帧图像,其中,所述前景表示运动目标;
对所述连续多帧雷达回波图像分别执行上述过程,得到所述连续多帧图像。
作为本发明进一步的改进,所述数据后处理模块包括:
根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,或采用Canny及findContours函数对所述当前帧雷达回波图像的二值化图像进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取;
对提取出的轮廓采用颜色进行填充;
对提取出的轮廓按照一定比例放大,并对不同比例的轮廓填充颜色。
作为本发明进一步的改进,所述数据后处理模块还包括:
预先获取各个回波块的扫描线信息,每个回波块的扫描线信息包括:各根扫描线的起始位置信息和终止位置信息,其中,所述预先获取各个回波块的扫描线信息包括:
将每根扫描线对应的像素值与预设阈值进行比较,当扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定扫描线的起始位置信息,包括像素值、距离和方位信息,当扫描线上有像素值小于预设阈值时,确定扫描线的终止位置信息,包括像素值、距离和方位信息;
当连续多根扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定所述连续多根扫描线对应同一回波块,并根据所述连续多根扫描线的起始位置信息和终止位置信息得到该回波块的扫描线信息;
其中,所述根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,包括:
在检测出目标后,根据所述目标的距离和方位,从所述各个回波块的扫描线信息中查找并匹配所述目标回波块的扫描线信息,根据所述目标回波块的扫描线信息得到所述目标回波块的轮廓边缘信息,基于所述目标回波块的轮廓边缘信息,提取出所述目标的轮廓。
作为本发明进一步的改进,所述数据后处理模块还包括:
根据所述目标在所述连续多帧雷达回波图像中存在的生命周期,确定所述连续多帧雷达回波图像中的运动是否为同一目标;或,
根据所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中的目标回波块的距离、方位和航向,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标。
作为本发明进一步的改进,所述数据后处理模块还包括:
通过设定不同的阈值对雷达原始回波图像进行二值化处理。
作为本发明进一步的改进,所述数据后处理模块还包括:
根据每一帧雷达回波图像中目标回波块占据的各个网格的像素值,确定各个网格中的目标是否为同一目标,包括:
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的像素值与该网格的邻域网格的像素值进行比对,当所述邻域网格的像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格中的目标与该网格中的目标为同一目标;或,
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的像素值与该网格的邻域网格的部分像素值进行比对,当所述邻域网格的部分像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格的部分中的目标与该网格中的目标为同一目标;
其中,所述邻域网格表示该网格的上、下、左、右、左上、右上、左下和右下网格中的一个网格。
本发明的有益效果为:通过对雷达回波图像进行处理,使用像素值和回波块大小等特征提取目标,减少了人为干预,提升了目标的检测率以及可视化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一示例性实施例所述的一种雷达回波图像处理方法的流程示意图;
图2为本发明一示例性实施例所述的网格划分的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明的描述中,所用术语仅用于说明目的,并非旨在限制本发明的范围。术语“包括”和/或“包含”用于指定所述元件、步骤、操作和/或组件的存在,但并不排除存在或添加一个或多个其他元件、步骤、操作和/或组件的情况。术语“第一”、“第二”等可能用于描述各种元件,不代表顺序,且不对这些元件起限定作用。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个及两个以上。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。结合以下附图,这些和/或其他方面变得显而易见,并且,本领域普通技术人员更容易理解关于本发明所述实施例的说明。附图仅出于说明的目的用来描绘本发明所述实施例。本领域技术人员将很容易地从以下说明中认识到,在不背离本发明所述原理的情况下,可以采用本发明所示结构和方法的替代实施例。
本发明实施例所述的一种雷达回波图像处理方法,如图1所示,所述方法包括:
对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像;
确定连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位是否有偏移;
当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述目标的回波信息;
当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定回波块对应的目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述运动目标,得到连续多帧图像,并对所述连续多帧图像依次进行关联,获取所述目标的轨迹片段;
对当前帧雷达回波图像中的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,将所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值与历史最小目标回波块面积值进行比较,并在所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值小于所述历史最小目标回波块面积值时,根据所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值动态调整所述当前帧雷达回波图像网格的大小,以使最小目标回波块占据一个网格,其中,所述目标回波块为所述各个回波块中目标对应的回波块。
本发明所述方法通过对雷达回波图像进行处理,使用像素值和回波块大小等特征提取目标,减少了参数调整过程中的人为干预,在抑制海杂波的同时提升了目标的检测率。可以理解的是,一帧雷达回波图像中可能包括多个回波块,这些回波块有目标对应的回波块和杂波对应的回波块。
其中,雷达原始回波图像根据雷达原始回波数据进行处理得到。雷达原始回波数据采集模块主要是将雷达射频组件及AD转换等信号处理后得到雷达原始回波数据,其具有一定的数据格式。雷达输出信号有视频信号Video,同步信号Sync,方位信号Azimuth,天线艏向信号Heading Marker。其中,Video是接收机内部的中频信号经过包络检测等处理后的无相位信息的模拟信号;Sync是***内部用于信号同步的关键信号;Azimuth是天线旋转的角度,天线旋转一定的角度就会发一个方位信号;Heading Marker是天线旋转到某个固定位置的信号,天线转一圈就发送一个艏向信号。Video是视频信号,上述的Sync,Azimuth和Heading Marker等信号均是为Video服务的。
一种可选的实施方式,所述雷达原始回波图像中横向表示距离,纵向表示方位,左上角表示原点,
所述对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像,包括:
以一帧雷达原始回波图像的原点为基准,按照从左至右、从上至下的顺序,将该帧雷达原始回波图像依次划分为m×n个网格,得到一帧雷达回波图像,其中,每一网格左上角的坐标值为上一网格的终止坐标值, m和n均为正整数。
雷达原始回波图像是通过扫描线逐行扫描的方式并经过数字信号处理转换为一定的图像数据格式,比如Mat的数据格式。雷达天线是通过旋转工作对360度方位进行探测的,即天线每转一圈,则会形成一张雷达原始回波图像,常规的天线转速为24rpm。对一张雷达原始回波图像,可对其划分成m×n(m和n均为整数)的网格。雷达原始回波图像是以像素坐标系的形式形成的,在一帧雷达原始回波图像上,横轴方向(x轴)表示距离,纵轴方向(y轴)表示方位。雷达每转一圈,即形成一帧图像。每张图像的左上角为图像的原点,即x和y方向的值均为0。在每一帧图像中,如图2所示,按照从左到右,从上到下的顺序依次划分成m×n个网格单元。其中,每一个网格单元的左上角坐标均为上一网格单元的终止坐标值,其每个网格单元的坐标关系均为依次累加的关系。
一种可选的实施方式,所述确定连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位是否有偏移,包括:
当所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中的回波块的距离和方位均未改变时,确定所述确定连续多帧雷达回波图像的回波块的距离和方位没有偏移;
当所述连续多帧雷达回波图像中至少有一帧雷达回波图像中的回波块的距离或方位发生改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离或方位有偏移。
采用图像处理的方法对雷达回波图像进行处理,针对一张雷达回波图像,其包含船只等目标的回波、杂波干扰等信息。杂波是随机的,与目标的运动轨迹不一样。目标不会凭空出现或凭空消失。针对目标的运动状态,包括运动目标和静止目标。对比分析连续多帧雷达回波图像中的目标,如果目标位置是固定不变的,则认为该目标是静止目标;如果目标位置有偏移,则认为该目标是运动目标。在判断目标位置是否有偏移时,可判断目标对应的回波块的位置是否有偏移,可对比回波的每根扫描线的scan_start(起始位置)、scan_stop(终止位置)是否有变化,若变化值超过预设阈值,则表示是有偏移,若变化值在预设阈值范围内,则认为没有偏移。
可以理解的是,如前述所述,多个回波块包括目标对应的回波块和杂波对应的回波块,杂波对应的回波块在连续多帧雷达回波图像中是随机变化的,不具有变化规律,不是最终需要提取出的回波块。在确定连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位是否有偏移时,这种偏移是具有变化规律的偏移,因此连续多帧雷达回波图像中回波块是指各个目标对应的回波块。只要目标对应的回波块的距离和方位中有任何一个发生变化时,则确定该回波块对应的目标为运动目标,只有当距离和方位都没有改变时,则确定该回波块对应的目标为静止目标。
一种可选的实施方式,所述当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述静止目标的回波信息,包括:
对当前帧雷达回波图像和至少一帧所述当前帧雷达回波图像之前时刻的雷达回波图像的像素值进行二进制与操作,获取所述目标的回波信息。回波信息例如包括目标回波块的距离、方位、速度、航向、ID、面积、轮廓等信息。
本发明所述方法通过连续多帧之间的相关性(帧间相关法)来确定回波的运动状态,先确定连续帧数是否达到预设值,比如当连续多帧大于5时,确定回波块的距离和方位,当回波块的距离和方位均未改变时,则该回波块对应的目标是静止目标。连续多帧可理解为最近的帧数,天线每转一圈,帧数更新一次。基于静止目标的回波块大小特征不变性,可对k时刻(第k帧)与k-4时刻(第k-4帧)的雷达回波图像的像素值进行二进制与操作,也可以对k时刻(第k帧)与k-3时刻(第k-3帧)的雷达回波图像的像素值进行二进制与操作,本发明对哪两帧图像做与操作不进行具体限定。在进行二进制与操作时,对图像的每个像素值进行二进制与操作,1&1=1,1&0=0,0&1=0,0&0=0。通过对比两帧或多帧图像像素值,进而可以得到静止目标的回波信息。
一种可选的实施方式,所述混合高斯背景模型根据历史像素值建立,
所述当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定所述目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述目标,得到连续多帧图像,包括:
对所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像,将每个像素点的值与所述混合高斯背景模型的均值进行比对,若方差在预设范围内,确定该像素点为背景并过滤,否则确定该像素点为前景并保留,得到一帧图像,其中,所述前景表示运动目标;
对所述连续多帧雷达回波图像分别执行上述过程,得到所述连续多帧图像。
目标的运动状态分为两个,一个是静止目标,一个是运动目标,通过连续多帧之间的相关性可以得到静止目标的回波信息。而对于运动目标,在连续多帧图像中空间位置是变化的。本发明通过高斯背景建模的方法,将雷达回波图像中的每个像素看成是从混合高斯分布样本中采样得到的随机变量。根据像素点历史像素值的变化建立一个高斯分布模型,然后根据当前像素点与该高斯分布模型的匹配结果来判断该点是前景还是背景。可以过滤掉背景中具有高斯分布属性的回波数据(比如固定礁石、沙滩、高斯模态的杂波,也可能是固定不动的船只),而运动目标表示前景。在混合高斯背景模型中,将像素点的值与背景混合高斯背景模型的均值进行对比,若在方差范围内,则认为是背景,否则认为是前景。通过混合高斯背景模型进行背景减除,具有较好的抗干扰能力,处理后得到的目标,可通过最近邻算法将其k时刻(第k帧)、k+1时刻(第k+1帧)等时刻的目标依次进行关联,进而可生成轨迹片段。对于持续运动的目标,可设置轨迹片段的长度,可通过轨迹片段的长度筛选目标。可采用OpenCV中的函数BackgroundSubtractorMOG2实现混合高斯背景建模。
经过帧间相关法和高斯背景建模后的雷达回波图像,具有过滤杂波(即滤除了杂波对应的回波块),也有抑制同频干扰等假回波的效果。在一张雷达回波图像上,像素值大小为pixel_value,其取值范围为0~255。针对划分好的网格(m×n个网格),每一个网格大小为grid_size,目标回波块所占扫描线的数量为scan_lines。本发明所述方法对目标对应的回波块的面积值(即目标回波块面积值)大小进行比较,获取最小目标对应的回波块的面积值(即最小目标回波块面积值)并根据最小目标回波块面积值动态调整网格的大小。可对比分析历史目标对应的回波块的面积值的大小,针对最小目标对应的回波块的大小来设定网格大小。网格大小可依据探测到的最小目标对应的回波块的大小进行动态调整,即当雷达探测到的新目标比原先探测到的目标所对应的回波块都小时,可调整网格的大小,使得该最小回波块能占一个网格。若当前再有新目标小于之前探测的最小目标时,则再次调整网格大小,使最小目标回波块占据一个网格,以此类推。
一种可选的实施方式,所述方法还包括:预先获取各个回波块的扫描线信息,每个回波块的扫描线信息包括:各根扫描线的起始位置信息和终止位置信息,其中,所述预先获取各个回波块的扫描线信息包括:
将每根扫描线对应的像素值与预设阈值进行比较,当扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定扫描线的起始位置信息,包括像素值、距离和方位信息,当扫描线上有像素值小于预设阈值时,确定扫描线的终止位置信息,包括像素值、距离和方位信息;
当连续多根扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定所述连续多根扫描线对应同一回波块,并根据所述连续多根扫描线的起始位置信息和终止位置信息得到该回波块的扫描线信息;
其中,所述根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,包括:
在检测出目标后,根据所述目标的距离和方位,从所述各个回波块的扫描线信息中查找并匹配所述目标回波块的扫描线信息,根据所述目标回波块的扫描线信息得到所述目标回波块的轮廓边缘信息,基于所述目标回波块的轮廓边缘信息,提取出所述目标的轮廓。
雷达在探测目标的过程中,在持续统计回波的扫描线的起始位置信息和终止位置信息,以及各个回波块所占据的扫描线的数量信息。可以理解的是,预先获取各个回波块的扫描线信息可包括以下步骤:
步骤1:雷达在探测目标时,雷达按照一定的顺序旋转(比如顺时针或逆时针),每根扫描线上存储着相应的像素值。当第一根扫描线上,有像素值大于或等于某一阈值时,则会计算一个scan_start1值(即该点的像素值、距离、方位);当第一根扫描线上,有像素值小于阈值时,则会计算scan_stop1值(该点的像素值、距离、方位)。第一根扫描线之后,在第二根扫描线上,当有像素值大于或等于某一阈值时,则会计算一个scan_start2,当小于某阈值时,则会计算得出scan_stop2。同理,依次类推。
步骤2:在计算各个scan_start值和scan_stop值时,同时统计扫描线的根数,当连续多根扫描线大于门限值(即连续多根扫描线上有像素值大于或等于预设阈值)时,则会认为这些扫描线是一个回波块。当同一个方位上存在多个目标时,则一根扫描线上会有不同的scan_start值和scan_stop值,不同目标对应的序号不同,以对各个目标进行区分。
步骤3:经过帧间相关法和高斯背景建模得到的目标,可通过目标的距离、方位与扫描线对应的回波块对应,即从先前得到的各个回波块的扫描线信息中寻找与该目标的距离和方位对应的回波块的扫描线信息,进而可将目标回波块与匹配出的扫描线信息包括scan_start值和scan_stop值一一对应,进而通过扫描线上的scan_start值、scan_stop值及scan_lines的根数,得到目标回波块的轮廓边缘信息,最后提取出目标的轮廓,并计算目标回波块的面积等信息。目标回波块面积值的大小可根据该回波占据扫描线scan_lines的根数,以及目标回波块的每根扫描线的scan_start、结束scan_stop来确定。另外,也可以对回波图像进二值化处理,并提取回波的轮廓,进而计算目标回波块面积值的大小。其实现方式可采用OpenCV中的函数,其中二值化现方式可以是threshold函数,提取轮廓可采用findContours函数,计算目标回波块面积值可采用contourArea函数。
通过帧间相关得到静止目标的回波图像,通过高斯背景建模和轨迹片段等过程得到运动目标的回波图像。目标的回波图像可绘制在与原始回波图像大小一致的图像上,再次针对回波的大小特征进一步确定目标,以滤除杂波等信息。
一种可选的实施方式,所述方法还包括:
根据所述目标在所述连续多帧雷达回波图像中存在的生命周期,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标;或,
根据所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中目标回波块的距离、方位和航向,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标。
基于雷达探测到的目标,数据后处理还可以增加目标的运动轨迹处理。对于提取的运动目标,建立航迹。可以理解的是,例如轨迹片段为几帧或几十帧,航迹由若干轨迹片段组成。可根据航迹长度来进一步确定目标。若静止目标发生运动,从发生运动的时刻起,也开始建立起航迹,k时刻(第k帧)与k+1时刻(第k+1帧)的目标轨迹依次连接。对于预检测的目标,可从生命周期的角度进一步确定目标,即在预检测的目标第一次被检测到的那一时刻起,统计该目标存在的生命周期,并与设定的周期阈值进行对比,当生命周期小于或等于设定周期阈值时,确定为同一目标,反之不是同一目标。例如某一目标在连续7帧内,有5帧目标存在,有2帧目标回波不可见,则认为是同一目标。通过这种方式,可以提高弱小目标检测能力,并解决若隐若现目标ID变化的问题。如前述所述,多个回波块包括目标对应的回波块和杂波对应的回波块,杂波对应的回波块在连续多帧雷达回波图像中是随机变化的,不具有变化规律,不是最终需要提取出的回波块。经过帧间相关法和高斯背景建模后的雷达回波图像已经过滤了杂波,因此在判断连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标时,依据的是每一帧雷达回波图像中目标对应的回波块。
另外,在像素坐标系下,例如目标在0°或360°做直线运动时,目标对应的回波块会分成两部分的现象,即同一目标会被检测为不同目标或者漏检的情况,可根据距离、方位、航向值进行关联,并根据运动轨迹片段来进一步确定是否为同一个目标。例如当目标在0°与360°之间运动时,也可根据目标对应的回波块的距离、方位、航向信息来进一步确定是否为同一个目标。例如,两个或多个目标交汇时,同样也可根据目标回波块的距离、方位、航向信息来进一步确定是否为同一个目标。
若某雷达的采样率为M(单位为Hz),雷达回波图像的高度为img_h。在一帧雷达回波图像上,目标回波块的中心点或质心坐标为(tx, ty),则该目标的距离,目标的方位dist_degree = ty/ img_h,c表示光速。
一种可选的实施方式,所述方法还包括:
根据每一帧雷达回波图像中目标回波块占据的各个网格的像素值,确定各个网格中的目标是否为同一目标,包括:
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的像素值与该网格的邻域网格的像素值进行比对,当所述邻域网格的像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格中的目标与该网格中的目标为同一目标;或,
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的像素值与该网格的邻域网格的部分像素值进行比对,当所述邻域网格的部分像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格的部分中的目标与该网格中的目标为同一目标;
其中,所述邻域网格表示该网格的上、下、左、右、左上、右上、左下和右下网格中的一个网格。
如图2所示,通过网格可以对比分析网格0的上(网格1)、下(网格2)、左(网格3)、右(网格4)、左上(网格5)、右上(网格6)、左下(网格7)、右下(网格8)等8邻域网格的像素值,以便于更有效的检测及分析目标信息。在实现时,可以设定一预设阈值,若某网格的邻域网格或邻域网格的部分的像素值大于该预设阈值,则可以确定邻域网格或邻域网格的部分与该网格是同一目标。其中,阈值的设定与像素值的大小、大于某一像素值的回波所占扫描线的数量有关,可以根据使用需求进行适应性调整设计,本发明对阈值的取值不做具体限定。
一种可选的实施方式,所述方法还包括:
通过设定不同的阈值对雷达原始回波图像进行二值化处理。
本发明所述方法通过设定不同的阈值对雷达原始回波图像进行二值化处理。本发明所述方法的二值化操作可以采用threshold,并采用自适应阈值的处理方法,比如OTSU方法。
一种可选的实施方式,所述对当前帧雷达回波图像中的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,包括:
根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,或采用Canny及findContours函数对所述当前帧雷达回波图像的二值化图像进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取;
对提取出的轮廓采用颜色填充;
对提取出的轮廓按照一定比例放大,并对不同比例的轮廓填充颜色。
轮廓的提取方法如前述所述,这里不再赘述。为了更好的显示雷达目标回波,可创建与雷达原始回波图像分辨率一样的图像,在该图像上绘制检测到的目标回波。被检测到的目标对应的回波块(即目标回波块)为感兴趣区域(Region of Interest,ROI),这样可以根据目标的距离、方位信息,在新创建的图像上绘制目标回波块。
对于提取的ROI区域的边缘信息,再对该区域的进行轮廓提取,可采用OpenCV中的findContours函数进行轮廓提取,然后通过drawContours函数绘制ROI的轮廓。对于提取到的轮廓,可填充颜色。另外,ROI的轮廓也可以设置不同的颜色。进而,所有目标回波块均在新建的图像上显示,且目标回波块及其轮廓的颜色可以自定义设置。例如,为了使得目标更醒目,可以将目标回波块的轮廓边缘设置为红色,对轮廓内区域填充绿色。轮廓提取的方法也不限定于此,也可以针对目标回波扫描线的scan_start(起始位置)、scan_stop(终止位置)的像素值来绘制目标的轮廓,具体方法可参见前述轮廓提取方法,这里不再赘述。
另外,对于弱小目标可对轮廓进行扩边操作,如对目标轮廓按照一定比例(例如1.2倍)放大目标回波,这样在轮廓及回波填充颜色的同时,可以实现目标增强的功能。目标增强是主要是对检测到的目标轮廓进行扩边的操作,以一定比例扩大目标回波块的面积,使得目标更突出。可以根据扩大比例的大小,分成一级或者多级的目标增强。其不同级别的目标增强表示其回波扩边的比例大小不一样。例如分别采用三个逐渐增大的比例,代表一级增强、二级增强和三级增强,级数可根据需求设定,本发明不做具体限定。在对不同比例的轮廓填充颜色时,可以设置不同的颜色,以区分不同的比例。
在目标增强时,还可以选在不同的模式,例如标准模式,开阔海域模式,渔网模式,海岸模式,鸟群模式,风暴模式,下雨模式,浮标模式,可根据使用需求进行模式设定。这些模式的区别在于不同场景数据训练得到的模型或回波处理的阈值不一样。
本发明所述方法适用于海图叠加处理,可在海图上设置屏蔽区,即在该区域内不显示雷达回波或目标,在该屏蔽区内不对雷达回波进行处理,可以提升数据处理的效率
本发明实施例所述的一种雷达回波图像处理***,所述***包括:
雷达原始回波数据采集模块,用于对雷达射频组件采集到的信号进行转换处理,得到的雷达原始回波数据;
雷达回波图像模块,用于对雷达原始回波数据进行处理得到雷达原始回波图像,对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像,确定连续多帧雷达回波图像中的各个回波块的距离和方位是否有偏移,并在当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值小于历史最小目标回波块面积值时,根据所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值动态调整所述当前帧雷达回波图像网格的大小,以使最小目标回波块占据一个网格,其中,所述目标回波块为所述各个回波块中目标对应的回波块;
帧间相关模块,用于当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述目标的回波信息;
高斯背景建模模块,用于当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定回波块对应的目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述目标,得到连续多帧图像,并对所述连续多帧图像依次进行关联,获取所述目标的轨迹片段;
数据后处理模块,用于对当前帧雷达回波图像中的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,并比较所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值与历史最小目标回波块面积值。
一种可选的实施方式,所述雷达原始回波图像中横向表示距离,纵向表示方位,左上角表示原点,
所述雷达回波图像模块包括:
以一帧雷达原始回波图像的原点为基准,按照从左至右、从上至下的顺序,将该帧雷达原始回波图像依次划分为m×n个网格,得到一帧雷达回波图像,其中,每一网格左上角的坐标值为上一网格的终止坐标值, m和n均为正整数。
一种可选的实施方式,所述雷达回波图像模块包括:
当所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中的回波块的距离和方位均未改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离和方位没有偏移;
当所述连续多帧雷达回波图像中至少有一帧雷达回波图像中回波块的距离或方位发生改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离或方位有偏移。
一种可选的实施方式,所述帧间相关模块包括:
对当前帧雷达回波图像和至少一帧所述当前帧雷达回波图像之前时刻的雷达回波图像的像素值进行二进制与操作,获取所述目标的回波信息。
一种可选的实施方式,所述混合高斯背景模型根据历史像素值建立,所述高斯背景建模模块包括:
对所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像,将每个像素点的值与所述混合高斯背景模型的均值进行比对,若方差在预设范围内,确定该像素点为背景并过滤,否则确定该像素点为前景并保留,得到一帧图像,其中,所述前景表示运动目标;
对所述连续多帧雷达回波图像分别执行上述过程,得到所述连续多帧图像。
一种可选的实施方式,所述数据后处理模块包括:
根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,或采用Canny及findContours函数对所述当前帧雷达回波图像的二值化图像进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取;
对提取出的轮廓采用颜色进行填充;
对提取出的轮廓按照一定比例放大,并对不同比例的轮廓填充颜色。
一种可选的实施方式,所述数据后处理模块还包括:
预先获取各个回波块的扫描线信息,每个回波块的扫描线信息包括:各根扫描线的起始位置信息和终止位置信息,其中,所述预先获取各个回波块的扫描线信息包括:
将每根扫描线对应的像素值与预设阈值进行比较,当扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定扫描线的起始位置信息,包括像素值、距离和方位信息,当扫描线上有像素值小于预设阈值时,确定扫描线的终止位置信息,包括像素值、距离和方位信息;
当连续多根扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定所述连续多根扫描线对应同一回波块,并根据所述连续多根扫描线的起始位置信息和终止位置信息得到该回波块的扫描线信息;
其中,所述根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,包括:
在检测出目标后,根据所述目标的距离和方位,从所述各个回波块的扫描线信息中查找并匹配所述目标回波块的扫描线信息,根据所述目标回波块的扫描线信息得到所述目标回波块的轮廓边缘信息,基于所述目标回波块的轮廓边缘信息,提取出所述目标的轮廓。
一种可选的实施方式,所述数据后处理模块还包括:
根据所述目标在所述连续多帧雷达回波图像中存在的生命周期,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标;或,
根据所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中目标回波块的距离、方位和航向,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标。
一种可选的实施方式,所述数据后处理模块还包括:
通过设定不同的阈值对雷达原始回波图像进行二值化处理。
一种可选的实施方式,所述数据后处理模块还包括:
根据每一帧雷达回波图像中目标回波块占据的各个网格的像素值,确定各个网格中的目标是否为同一目标,包括:
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的像素值与该网格的邻域网格的像素值进行比对,当所述邻域网格的像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格中的目标与该网格中的目标为同一目标;或,
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的像素值与该网格的邻域网格的部分像素值进行比对,当所述邻域网格的部分像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格的部分中的目标与该网格中的目标为同一目标;
其中,所述邻域网格表示该网格的上、下、左、右、左上、右上、左下和右下网格中的一个网格。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
此外,本领域普通技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本领域技术人员应理解,尽管已经参考示例性实施例描述了本发明,但是在不脱离本发明的范围的情况下,可进行各种改变并可用等同物替换其元件。另外,在不脱离本发明的实质范围的情况下,可进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此,本发明不限于所公开的特定实施例,而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
Claims (10)
1.一种雷达回波图像处理方法,其特征在于,所述方法包括:
对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像;
确定连续多帧雷达回波图像中各个回波块的距离和方位是否有偏移;
当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述目标的回波信息;
当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定回波块对应的目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述目标,得到连续多帧图像,并对所述连续多帧图像依次进行关联,获取所述目标的轨迹片段;
对当前帧雷达回波图像中的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,将所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值与历史最小目标回波块面积值进行比较,并在所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值小于所述历史最小目标回波块面积值时,根据所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值动态调整所述当前帧雷达回波图像网格的大小,以使最小目标回波块占据一个网格,其中,所述目标回波块为所述各个回波块中目标对应的回波块。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述雷达原始回波图像中横向表示距离,纵向表示方位,左上角表示原点,
所述对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像,包括:
以一帧雷达原始回波图像的原点为基准,按照从左至右、从上至下的顺序,将该帧雷达原始回波图像依次划分为m×n个网格,得到一帧雷达回波图像,其中,每一网格左上角的坐标值为上一网格的终止坐标值, m和n均为正整数。
3.如权利要求1所述的方法,其中,所述确定连续多帧雷达回波图像中各个回波块的距离和方位是否有偏移,包括:
当所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中的回波块的距离和方位均未改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离和方位没有偏移;
当所述连续多帧雷达回波图像中至少有一帧雷达回波图像中的回波块的距离或方位发生改变时,确定所述连续多帧雷达回波图像的回波块的距离或方位有偏移。
4.如权利要求1所述的方法,其中,所述当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述目标的回波信息,包括:
对当前帧雷达回波图像和至少一帧所述当前帧雷达回波图像之前时刻的雷达回波图像的像素值进行二进制与操作,获取所述目标的回波信息。
5.如权利要求1所述的方法,其中,所述混合高斯背景模型根据历史像素值建立,
所述当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定回波块对应的目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述目标,得到连续多帧图像,包括:
对所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像,将每个像素点的值与所述混合高斯背景模型的均值进行比对,若当前像素点的值与均值的方差在预设范围内,确定当前像素点为背景并过滤,否则确定当前像素点为前景并保留,得到一帧图像,其中,所述前景表示运动目标;
对所述连续多帧雷达回波图像分别执行上述过程,得到所述连续多帧图像。
6.如权利要求1所述的方法,其中,所述对当前帧雷达回波图像中的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,包括:
根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,或采用Canny及findContours函数对所述当前帧雷达回波图像的二值化图像进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取;
对提取出的轮廓采用颜色进行填充;
对提取出的轮廓按照一定比例放大,并对不同比例的轮廓填充颜色。
7.如权利要求6所述的方法,其中,所述方法还包括:预先获取各个回波块的扫描线信息,每个回波块的扫描线信息包括:各根扫描线的起始位置信息和终止位置信息,其中,所述预先获取各个回波块的扫描线信息包括:
将每根扫描线对应的像素值与预设阈值进行比较,当扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定扫描线的起始位置信息,包括像素值、距离和方位信息,当扫描线上有像素值小于预设阈值时,确定扫描线的终止位置信息,包括像素值、距离和方位信息;
当连续多根扫描线上有像素值大于或等于预设阈值时,确定所述连续多根扫描线对应同一回波块,并根据所述连续多根扫描线的起始位置信息和终止位置信息得到该回波块的扫描线信息;
其中,所述根据所述目标回波块的扫描线信息进行所述目标回波块的边缘检测和轮廓提取,包括:
在检测出目标后,根据所述目标的距离和方位,从所述各个回波块的扫描线信息中查找并匹配所述目标回波块的扫描线信息,根据所述目标回波块的扫描线信息得到所述目标回波块的轮廓边缘信息,基于所述目标回波块的轮廓边缘信息,提取出所述目标的轮廓。
8.如权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括:
根据所述目标在所述连续多帧雷达回波图像中存在的生命周期,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标;或,
根据所述连续多帧雷达回波图像中每一帧雷达回波图像中的目标回波块的距离、方位和航向,确定所述连续多帧雷达回波图像中的目标是否为同一目标。
9.如权利要求1所述的方法,其中,所述方法还包括:
根据每一帧雷达回波图像中目标回波块占据的各个网格的像素值,确定各个网格中的目标是否为同一目标,包括:
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的邻域网格的像素值与预设阈值进行比对,当所述邻域网格的像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格中的目标与该网格中的目标为同一目标;或,
对每一帧雷达回波图像中的目标回波块,将目标回波块占据的其中一个网格的邻域网格的部分像素值与预设阈值进行比对,当所述邻域网格的部分像素值大于预设阈值时,确定所述邻域网格的部分中的目标与该网格中的目标为同一目标;
其中,所述邻域网格表示该网格的上、下、左、右、左上、右上、左下和右下网格中的一个网格。
10.一种雷达回波图像处理***,其特征在于,所述***包括:
雷达原始回波数据采集模块,用于对雷达射频组件采集到的信号进行转换处理,得到的雷达原始回波数据;
雷达回波图像模块,用于对雷达原始回波数据进行处理得到雷达原始回波图像,对一帧雷达原始回波图像进行网格划分,得到一帧雷达回波图像,确定连续多帧雷达回波图像中各个回波块的距离和方位是否有偏移,并在当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值小于历史最小目标回波块面积值时,根据所述当前帧雷达回波图像的回波块面积值动态调整所述当前帧雷达回波图像网格的大小,以使最小回波块占据一个网格,其中,所述目标回波块为所述各个回波块中目标对应的回波块;
帧间相关模块,用于当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离和方位没有偏移时,确定回波块对应的目标为静止目标,比对所述多帧雷达回波图像的像素值,获取所述目标的回波信息;
高斯背景建模模块,用于当所述连续多帧雷达回波图像中回波块的距离或方位有偏移时,确定回波块对应的目标为运动目标,通过混合高斯背景模型,从所述连续多帧雷达回波图像中提取出所述目标,得到连续多帧图像,并对所述连续多帧图像依次进行关联,获取所述目标的轨迹片段;
数据后处理模块,用于对当前帧雷达回波图像中的目标回波块进行边缘检测和轮廓提取,以对所述目标进行增强,并比较所述当前帧雷达回波图像的目标回波块面积值与历史最小目标回波块面积值。
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CN202110263652.4A CN112634275B (zh) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | 一种雷达回波图像处理方法及*** |
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