海杂波中基于可控虚警K近邻的海面小目标检测

作     者：郭子薰 水鹏朗 白晓惠 许述文 李东宸 GUO Zixun;SHUI Penglang;BAI Xiaohui;XU Shuwen;LI Dongchen

作者机构：西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071 中国船舶工业系统工程研究院北京100094 

出 版 物：《雷达学报（中英文）》 (Journal of Radars)

年 卷 期：2020年第9卷第4期

页      面：654-663页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0804[工学-仪器科学与技术] 0703[理学-化学] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61871303) 

主　　题：高分辨海杂波 海面小目标 特征检测 K近邻 可控虚警 

摘      要：由于高分辨海杂波具有复杂的特性以及海面小目标具有多样性,没有精确的简单统计模型可以较好地描述海杂波和目标回波时间序列,这导致目标检测遇到了很多阻碍。为了区分海杂波和目标回波,分别提取它们的特征将检测问题转化为特征空间中的分类问题是一种有效的方法。基于特征的检测可以归结为在特征空间中的一种2元假设检验问题,但是其有两个问题需要解决:一是目标回波数据远少于杂波数据;二是虚警概率不可控。为了解决第1个问题,一种典型小目标的仿真回波产生器被用于产生充足的典型目标回波数据,以辅佐后续检测器的设计。K近邻(K-NN)是一种简单有效的分类方法,但是因为无法精确地控制虚警率而不能直接在目标检测中使用。该文提出一种基于改进K-NN的海面小目标检测方法,可以很好地实现可控虚警。经IPIX雷达数据集验证,所提出的方法在观测时间分别为0.512 s和1.024 s时获得了85.1%和89.2%的检测概率,相比现有的检测器获得了7%和5%的提升,具有良好的检测效果和稳定性。