發(fā)布時間：2021-09-30 17:59

　　為提升合成孔徑雷達(dá)（synthetic aperture Radar,SAR）目標(biāo)識別性能,提出基于變分模態(tài)分解算法（variational mode decomposition,VMD）的SAR圖像目標(biāo)識別方法。首先采用二維變分模態(tài)分解算法（bidimensional VMD,BVMD）對SAR圖像進(jìn)行分解,從而獲得多模態(tài)的表示;然后采用聯(lián)合稀疏表示對SAR圖像的多模態(tài)特征進(jìn)行同時表征;最后基于最小重構(gòu)誤差的原則判定目標(biāo)類別。在MSTAR數(shù)據(jù)集上對提出方法進(jìn)行性能測試,結(jié)果顯示,在標(biāo)準(zhǔn)操作條件（standard operating condition,SOC）下對10類目標(biāo)的識別率達(dá)到99. 24%,在型號差異、俯仰角差異、噪聲干擾條件下的性能也優(yōu)于現(xiàn)有幾類方法,證實了方法的有效性。 

【文章來源】：國土資源遙感. 2020,32(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

基于變分模態(tài)分解的SAR目標(biāo)識別方法流程

采用MSTAR數(shù)據(jù)集對提出方法進(jìn)行性能測試實驗。該數(shù)據(jù)集采集了包括坦克、裝甲車、運輸車等10類具有相近外形的地面軍事目標(biāo)SAR圖像，空間分辨率達(dá)到0.3 m。圖2展示了10類目標(biāo)的光學(xué)圖像及名稱。MSTAR數(shù)據(jù)集中包含了各類目標(biāo)在不同俯仰角下的SAR圖像，如15°，17°，30°，45°等。此外，部分目標(biāo)包括多個子型號的SAR圖像，如BMP2,T72。因此，基于該數(shù)據(jù)集可以設(shè)置豐富的實驗場景對提出方法進(jìn)行全面測試。測試過程中，選用幾種現(xiàn)有的SAR目標(biāo)識別算法與本文方法進(jìn)行對比，包括基于SVM的方法，基于SRC的方法，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutional neural network,CNN)的方法以及文獻(xiàn)[12]中基于單演信號特征的方法。其中，SVM方法采用PCA進(jìn)行特征提取;SRC方法采用隨機(jī)投影進(jìn)行降維;CNN基于像素灰度進(jìn)行訓(xùn)練分類;單演信號方法則是采用多尺度單演信號譜特征進(jìn)行識別。后續(xù)驗證中，首先在標(biāo)準(zhǔn)操作條件(即，測試樣本與訓(xùn)練樣本相似度較高)展開測試;接著，設(shè)置了若干典型擴(kuò)展操作條件(standard operating condition,SOC)(即，測試樣本與訓(xùn)練樣本差異較大)進(jìn)行了測試。3.2 測試結(jié)果與分析

SOC條件下，訓(xùn)練集樣本和測試集樣本俯仰角差異很小，兩者的相似度較高。然而，隨著測試集和訓(xùn)練集俯仰角變化程度的加劇，兩者的差異也會逐漸增大，導(dǎo)致識別問題的難度加大。表6給出了帶有較大俯仰角差異的訓(xùn)練和測試集，3類目標(biāo)17°俯仰角的SAR圖像作為訓(xùn)練集，測試樣本則分別來自30°和45°俯仰角。通過在2個俯仰角下分別進(jìn)行測試，獲得不同方法的性能對比如圖3所示。本文方法在2個角度下均取得最高的識別率，顯示其對于俯仰角變化的穩(wěn)定性。在較大俯仰角差異的情況下，同一目標(biāo)的2幅圖像之間存在局部的“畸變”，但仍然存在當(dāng)前目標(biāo)的共同特性。采用BVMD分解得到的多模態(tài)表示可以有效地反映這種共性特征，從而為正確分類提供支撐。3.2.4 噪聲干擾

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3416382