基于匹配拓展和Hermite插值的改进复局部均值分解算法的ISAR微动目标回波分离方法

本发明属于isar成像领域，具体涉及一种基于匹配拓展和hermite插值的改进clmd算法的isar微动目标回波分离方法。

背景技术：

0、技术背景

1、isar通常默认成像目标上所有散射点的运动状态都是相同的，这种目标称为刚体。在实际情况中，目标在运动的同时，其中某些部件还存在一定程度的转动、摆动、震荡等运动，这种运动被称为微动。isar成像的目标一般为飞机、舰船等，此类目标上的微动主要有旋转部件引起，如飞机螺旋桨、舰船涡轮发动机叶片等。由于不满足刚体模型，目标的旋转部件会对回波信号造成调制干扰，并严重影响isar图像的质量。因此，为获得良好的isar图像，应将微动部件的回波从整体回波数据中分离，可以通过复局部均值分解算法(complex local mean decomposition，clmd)分离微动部件回波。clmd算法中的包络信号的是通过信号局部极值点插值获取，但如果信号的端点不是极大值或极小值，获取的包络信号会在两端发散，进而影响分解出的信号，这一现象称为端点效应。由于端点效应，clmd虽然可以成功将微动部件回波分离，但是分离效果不佳，获得的isar图像存在失真问题。因此，为了解决端点效应，需要对clmd算法做出改进。

技术实现思路

1、为了解决clmd的端点效应，本发明提出一种基于匹配拓展和hermite插值的改进clmd算法，采用以下技术方法予以实现：

2、1、将脉冲压缩和运动补偿后的isar回波数据记为s(t)，使用匹配拓展的方法对s(t)进行拓展，拓展后的信号记为g(t)，拓展的方法如下：

3、(1)设复信号s(t)有m个极大值点smax(ti)，i＝1，…，m和n个极小值点smin(ti)，i＝1，…，n。从左端开始截取信号s(t)连续n个极大值点或极小值点，并通过分段三次hermite插值方法，求这n个点的包络，记此包络为模板x1(t)。从右端开始截取信号s(t)连续n个极大值点或极小值点，并通过分段三次hermite插值，求这n个点的包络，记此包络为模板x2(t)。

4、(2)在从信号s(t)左端第三个极大值点smax(t3)到右端第三个极大值点smax(tm-3)的范围内(或从信号s(t)左端第三个极小值点smin(t3)到右端第三个极小值点smin(tn-3)的范围内)，寻找连续的n个极大值点或极小值点，使用分段三次hermite插值方法，获取信号的包络，将此包络作为待匹配的波形，记为y(t)。

5、(3)相关系数ρ定义为：

6、

7、其中xi(t)为模板波形，y(t)为待匹配波形。求与模板x1(t)相关系数ρ最大的匹配波形y1(t)和与模板x2(t)相关系数ρ最大的匹配波形y2(t)，将y1(t)的起始点记为t1，i，y2(t)的终止点记为t2，i。

8、(4)设置相关系数ρ的最低阈值，若相关系数ρ高于此阈值，则将最靠近t1，i左端的两个极值点范围内的波形平移到s(t)左端，将最靠近t2，i右端的两个极值点范围内的波形平移到s(t)右端；若相关系数ρ低于此阈值，则采用镜像延拓法对信号进行延拓。

9、2、用clmd算法对信号g(t)进行分解，clmd算法中的插值方式为分段三次hermite插值。分解得到的单频信号为isar目标的主体回波f(t)。

10、3、去掉f(t)中拓展的部分，然后用传统方法进行isar成像。

11、本发明所达到的有益效果是：与clmd算法相比，本发明解决了端点效应，isar微动目标回波分离效果更好，可以获取更高质量的isar图像。

技术特征：

1.基于匹配拓展和hermite插值的改进clmd算法(me-hclmd)的isar微动目标回波分离方法，所述方法步骤如下：

2.根据权利要求1所述的匹配拓展方法，其具体步骤为：

3.根据权利要求1所述的基于hermite插值的clmd分解方法，其特征在于：clmd算法中的插值方式选取分段三次hermite插值。

技术总结本发明属于ISAR成像领域，公开了一种复局部分解算法(Complex Local Mean Decomposition，CLMD)的改进型算法，该算法用于ISAR微动目标回波分离。利用匹配拓展方法对信号进行拓展，然后用CLMD算法分解信号，分段三次Hermite插值被用于优化CLMD算法中的平滑过程，新的方法称为基于匹配拓展和Hermite插值的改进CLMD方法(ME‑HCLMD)。该方法解决了CLMD算法存在的端点效应，分离微动目标回波后可以得到更高质量的ISAR图像。技术研发人员：陈维阳,成萍,许鑫淼,杨新凯,葛文炜,叶婷,赵家群受保护的技术使用者：河海大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25