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一种稳健的视频SAR动目标阴影检测与跟踪处理方法

何志华 陈兴 于春锐 栗子涵 余安喜 董臻

何志华, 陈兴, 于春锐, 栗子涵, 余安喜, 董臻. 一种稳健的视频SAR动目标阴影检测与跟踪处理方法[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT210853
引用本文: 何志华, 陈兴, 于春锐, 栗子涵, 余安喜, 董臻. 一种稳健的视频SAR动目标阴影检测与跟踪处理方法[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT210853
Zhihua HE, Xing CHEN, Chunrui YU, Zihan LI, Anxi YU, Zhen DONG. A Robust Moving Target Shadow Detection and Tracking Method for VideoSAR[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT210853
Citation: Zhihua HE, Xing CHEN, Chunrui YU, Zihan LI, Anxi YU, Zhen DONG. A Robust Moving Target Shadow Detection and Tracking Method for VideoSAR[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT210853

一种稳健的视频SAR动目标阴影检测与跟踪处理方法

doi: 10.11999/JEIT210853
基金项目: 国家自然科学基金(61401480, 61771478)
详细信息
    作者简介:

    何志华:男,1982年生,博士,副研究员,研究方向为新体制雷达系统与信号处理技术

    陈兴:男,1993年生,博士生,研究方向为超高分辨率SAR成像、新体制雷达信号处理

    于春锐:男,1982年生,博士,助理研究员,研究方向为微波遥感卫星总体设计

    栗子涵:男,1995年生,硕士,研究方向为视频SAR运动目标检测和跟踪处理

    余安喜:男,1978年生,博士,教授,研究方向为分布式SAR系统仿真、视频SAR信号处理

    董臻:男,1973年生,博士,研究员,研究方向为SAR系统设计、GMTI和数字波束形成

    通讯作者:

    陈兴 chenxing13@nudt.edu.cn

  • 中图分类号: TN975

A Robust Moving Target Shadow Detection and Tracking Method for VideoSAR

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61401480, 61771478)
  • 摘要: 视频合成孔径雷达(VideoSAR)可获取观测场景高帧率图像序列,利用车辆等地面运动目标在图像序列中形成的阴影能够实现动目标状态感知,该方法具有定位精度高、检测概率高、无最小可检测速度限制等优点。针对视频SAR动目标阴影变化剧烈、信杂噪比低、多普勒模糊干扰等特有的图像特征,该文充分利用帧图像空间域和时间域信息,研究了视频SAR数据预处理、动目标阴影检测和视频SAR多目标跟踪方法。实测数据全流程处理结果验证了该文方法的有效性。
  • 图  1  动目标阴影特征及形成机理分析

    图  2  SNL视频SAR去噪及检测结果

    图  3  基于改进差分的动目标阴影检测处理示意图

    图  4  IMM算法处理流程图

    图  5  航迹管理方法

    图  6  视频SAR动目标阴影检测与跟踪处理流程图

    图  7  SNL视频SAR运动车辆统计结果

    图  8  SNL视频SAR运动车辆标注结果

    图  9  SNL视频SAR第336帧动目标阴影检测结果

    图  10  视频SAR预警抑制处理对比

    图  11  SNL视频SAR运动目标跟踪结果

    图  12  SNL视频SAR跟踪成功率统计结果

  • [1] 宋晓燊, 禹卫东. 条带式VideoSAR参数依赖关系的推导及应用[J]. 中国科学院大学学报, 2016, 33(1): 121–127. doi: 10.7523/j.issn.2095-6134.2016.01.018

    SONG Xiaoshen and YU Weidong. Derivation and application of stripmap VideoSAR parameter relations[J]. Journal of University of Chinese Academy of Sciences, 2016, 33(1): 121–127. doi: 10.7523/j.issn.2095-6134.2016.01.018
    [2] 丁金闪. 视频SAR成像与动目标阴影检测技术[J]. 雷达学报, 2020, 9(2): 321–334. doi: 10.12000/JR20018

    DING Jinshan. Focusing algorithms and moving target detection based on video SAR[J]. Journal of Radars, 2020, 9(2): 321–334. doi: 10.12000/JR20018
    [3] HE Zhihua, CHEN Xing, YI Tianzhu, et al. Moving target shadow analysis and detection for ViSAR imagery[J]. Remote Sensing, 2021, 13(15): 3012. doi: 10.3390/rs13153012
    [4] DAMINI A, BALAJI B, PARRYA C, et al. A VideoSAR mode for the X-band wideband experimental airborne radar[C]. SPIE, Algorithms for Synthetic Aperture Radar Imagery XVII, Orlando, USA, 2010. doi: 10.1117/12.855376.
    [5] WELLS L, SORENSEN K, DOERRY A, et al. Developments in SAR and IFSAR systems and technologies at sandia national laboratories[C]. 2003 IEEE Aerospace Conference Proceedings, Big Sky, USA, 2005: 21085–21095.
    [6] KIM S H, FAN R, and DOMINSKI F. ViSAR: A 235 GHz radar for airborne applications[C]. 2018 IEEE Radar Conference, Oklahoma City, USA, 2018: 1549–1554.
    [7] 贾平, 于海锋, 王小庆. 芬兰率先开展基于微卫星的天基视频SAR技术验证[J]. 国际太空, 2020(10): 33–36. doi: 10.3969/j.issn.1009-2366.2020.10.007

    JIA Ping, YU Haifeng, and WANG Xiaoqing. Finland takes the lead in the verification of space-based video SAR technology based on microsatellites[J]. Space International, 2020(10): 33–36. doi: 10.3969/j.issn.1009-2366.2020.10.007
    [8] JAHANGIR M and MOATE C P. Utilising signal absence in SAR imagery for moving target detection[C]. 2006 IET Seminar on Waveform Diversity and Design in Communications, Radar and Sonar, London, UK, 2006: 41–46.
    [9] 史洪印, 侯志涛, 郭秀花, 等. 基于阴影检测的单幅高分辨SAR图像动目标检测方法[J]. 信号处理, 2012, 28(12): 1706–1713. doi: 10.3969/j.issn.1003-0530.2012.12.011

    SHI Hongyin, HOU Zhitao, GUO Xiuhua, et al. Moving targets indication method in single high resolution SAR imagery based on shadow detection[J]. Signal Processing, 2012, 28(12): 1706–1713. doi: 10.3969/j.issn.1003-0530.2012.12.011
    [10] 聊蕾, 左潇丽, 云涛, 等. 基于图像序列的VideoSAR动目标检测方法[J]. 雷达科学与技术, 2016, 14(6): 563–567,573. doi: 10.3969/j.issn.1672-2337.2016.06.001

    LIAO Lei, ZUO Xiaoli, YUN Tao, et al. An approach to detect moving target in VideoSAR imagery sequence[J]. Radar Science and Technology, 2016, 14(6): 563–567,573. doi: 10.3969/j.issn.1672-2337.2016.06.001
    [11] 张营, 朱岱寅, 俞翔, 等. 一种VideoSAR动目标阴影检测方法[J]. 电子与信息学报, 2017, 39(9): 2197–2202. doi: 10.11999/JEIT161394

    ZHANG Ying, ZHU Daiyin, YU Xiang, et al. Approach to moving targets shadow detection for VideoSAR[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2017, 39(9): 2197–2202. doi: 10.11999/JEIT161394
    [12] WEN Liwu, DING Jinshan, and LOFFELD O. Video SAR moving target detection using dual faster R-CNN[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2021, 14: 2984–2994. doi: 10.1109/JSTARS.2021.3062176
    [13] 闫贺, 黄佳, 李睿安, 等. 基于改进快速区域卷积神经网络的视频SAR运动目标检测算法研究[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(3): 615–622. doi: 10.11999/JEIT200630

    YAN He, HUANG Jia, LI Ruian, et al. Research on video SAR moving target detection algorithm based on improved faster region-based CNN[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2021, 43(3): 615–622. doi: 10.11999/JEIT200630
    [14] ZHAO Baojun, HAN Yuqi, WANG Hongshuo, et al. Robust shadow tracking for video SAR[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2021, 18(5): 821–825. doi: 10.1109/LGRS.2020.2988165
    [15] LI Zihan, DONG Zhen, YU Anxi, et al. A robust image sequence registration algorithm for VideoSAR combining SURF with inter-frame processing[C]. IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), Yokohama, Japan, 2019: 3525–3528.
    [16] DABOV K, FOI A, and EGIAZARIAN K. Video denoising by sparse 3D transform-domain collaborative filtering[C]. 2007 15th European Signal Processing Conference, Poznan, Poland, 2007: 145–149.
    [17] 高恩克. 目标跟踪的算法研究[D]. [硕士论文], 西安: 西安电子科技大学, 2007.

    GAO Enke. Algorithm Research on Target Tracking[D]. [Master dissertation], Xi’an: Xidian University, 2007.
    [18] 徐哈宁, 肖慧, 侯宏录. 体育视频序列中基于IMM的运动目标跟踪算法[J]. 中国图象图形学报, 2009, 14(5): 920–924. doi: 10.11834/jig.20090522

    XU Haning, XIAO Hui, and HOU Honglu. Algorithm for maneuvering target tracking in sports video frequency based on IMM[J]. Journal of Image and Graphics, 2009, 14(5): 920–924. doi: 10.11834/jig.20090522
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-18
  • 修回日期:  2021-10-31
  • 网络出版日期:  2021-11-14

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