發(fā)明1、一種弱信號目標(biāo)檢測的優(yōu)化方法(許改917)

1、說明書摘要本發(fā)明涉及一種弱信號目標(biāo)檢測的優(yōu)化方法，其具體步驟如下：（1）讀取離散化后的輸入信號；（2）對信號x(n)進(jìn)行四重自相關(guān)；（3）計算相關(guān)函數(shù)的頻譜；（4）由相關(guān)信號的頻譜，根據(jù)信號的頻譜與自相關(guān)函數(shù)頻譜的關(guān)系，由四重相關(guān)信號頻譜計算信號的頻譜；（5）計算匹配濾波器的傳輸函數(shù)；（6）求信號經(jīng)過匹配濾波器的頻譜；（7）采用多正弦窗進(jìn)行譜估計；（8）將信號頻譜還原為時域信號。本發(fā)明方法中，利用四重相關(guān)和雙譜(四重相關(guān)函數(shù)的頻譜函數(shù))分析，實(shí)現(xiàn)高階矩范圍內(nèi)信號處理，采用匹配濾波器進(jìn)行濾波，該濾波器能夠給出最大的信噪比。四重相關(guān)匹配濾波技術(shù)較之二重相關(guān)匹配濾波技術(shù)，可以進(jìn)一步抑制噪聲，從而提高

2、信噪比。多正弦窗譜估計具有較小的偏差。同時，由于進(jìn)行了多個特征譜的加權(quán)平均，對譜圖會有一定的平滑效果，因此譜估計的方差性能較傳統(tǒng)的周期圖法會有顯著的改善；同時能夠保證一定的頻率分辨能力。 2摘要附圖1權(quán)利要求書1、一種弱信號目標(biāo)檢測的優(yōu)化方法，其特征在于：其具體步驟如下：（1）讀取離散化后的輸入信號:x(n) j=0，1,2N-1 ，其中N為信號x(t)的采樣點(diǎn)數(shù)；（2）對信號x(n)進(jìn)行四重自相關(guān)，具體方法為，設(shè)信號x(n)包括有用信號s(n)和隨機(jī)加性噪聲u(n)，信號表達(dá)式為：x(n)=s(n)+u(n),對輸入信號進(jìn)行四重自相關(guān)： ；根據(jù)信號與信號相關(guān)，信號與噪聲的不相關(guān)性，有： 即：

3、；（3）計算相關(guān)函數(shù)的頻譜：（4）由相關(guān)信號的頻譜，根據(jù)信號的頻譜與自相關(guān)函數(shù)頻譜的關(guān)系，利用公式，由四重相關(guān)信號頻譜計算信號的頻譜；（5）計算匹配濾波器的傳輸函數(shù)：當(dāng)線性濾波器傳輸函數(shù)為輸入信號頻潛函數(shù)的復(fù)共軛時，該濾波器能夠給出最大的信噪比, 這種濾波器稱為匹配濾波器；匹配濾波器的傳輸函數(shù)為：；（6）求信號經(jīng)過匹配濾波器的頻譜：經(jīng)過濾波后的信號的頻譜為：；（7）采用多正弦窗進(jìn)行譜估計：窗函數(shù)取為設(shè)K為正弦窗數(shù)量,為第個正弦窗的加權(quán)系數(shù)，則多正弦窗譜估計為：其中為第k個特征譜。而所以多正弦窗譜估計可表示為：(8)將信號頻譜還原為時域信號：（備注：需要針對上述出現(xiàn)多個參數(shù)予以定義，也需要說明，

4、各個字母所代表的含義，大小寫均需要說明，如果表示含義一致，那么大小字母應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一，如需要說明代表的含義，H代表的含義，等等，其他沒有定義的字符含義均需要定義或者予以說明） 2說明書一種弱信號目標(biāo)檢測的優(yōu)化方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種弱信號目標(biāo)檢測的優(yōu)化方法，屬于計算機(jī)算法技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)相關(guān)檢測技術(shù)是根據(jù)噪聲與噪聲、噪聲與信號均不相關(guān)，而信號與信號則完全相關(guān)的特性，通過相關(guān)運(yùn)算達(dá)到去除噪聲的一種技術(shù)?，F(xiàn)已普遍證明，它是從噪聲中提取有用信號，提高輸出信噪比的有效方法。它在自動控制、通信、雷達(dá)等領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。四重相關(guān)和雙譜(四重相關(guān)函數(shù)的頻譜函數(shù))分析就是高階矩范圍內(nèi)的信號處理方法，由于零

5、均值的高斯平穩(wěn)隨機(jī)過程的四重相關(guān)等于零，以及四重相關(guān)具有位移和旋轉(zhuǎn)不變性等特點(diǎn),并且雙譜富有豐富的冗余信息。被動式監(jiān)控探測系統(tǒng),例如紅外監(jiān)控探測系統(tǒng)較之于主動式探測系統(tǒng)具有難以比擬的優(yōu)勢。然而，被動式目標(biāo)探測系統(tǒng)所要探測的信號通常迭加有強(qiáng)噪聲。因此，從強(qiáng)噪聲中將有用的信號提取出來，就成為目標(biāo)識別的前提。四重相關(guān)檢測技術(shù)可實(shí)現(xiàn)信號與噪聲的分離，去除噪聲。采用匹配濾波器，給出最大的信噪比。通常，對監(jiān)控探測系統(tǒng)所探測到的目標(biāo)信號的處理主要是利用二階統(tǒng)計矩，即功率譜和二重相關(guān)函數(shù)，這就是二重相關(guān)匹配濾波技術(shù)。從頻域角度來分析，二重相關(guān)匹配濾波器可以最大限度地吸收有用信號的能量，而最大限度地抑制信號頻帶

6、以外的噪聲。根據(jù)信號與噪聲的不同頻譜特點(diǎn)，采用線性濾波器消除噪聲頻譜。當(dāng)線性濾波器傳輸函數(shù)為輸入信號頻潛函數(shù)的復(fù)共軛時，該濾波器能夠給出最大的信噪比。然而，許多實(shí)驗(yàn)研究表明，無論二重相關(guān)濾波器設(shè)計得多么精細(xì)，信號頻帶之內(nèi)的噪聲仍然是難以抑制的。為了進(jìn)一步提高信噪比，應(yīng)該設(shè)法抑制信號頻帶之內(nèi)的噪聲。一個有效的解決辦法就是采用高階矩范圍內(nèi)的信號處理方法。四重相關(guān)和雙譜(四重相關(guān)函數(shù)的頻譜函數(shù))分析就是高階矩范圍內(nèi)的信號處理片法，由于零均值的高斯平穩(wěn)隨機(jī)過程的四重相關(guān)等于零，以及四重相關(guān)具有位移和旋轉(zhuǎn)不變性等特點(diǎn),并且雙譜富有豐富的冗余信息，因此，四重相關(guān)匹配濾波技術(shù)較之二重相關(guān)匹配濾波技術(shù)可以進(jìn)一

7、步抑制噪聲從而提高信噪比。隨著這一技術(shù)研究的深人，基于四重相關(guān)的分析方法發(fā)展了許多新的信號處理方法,使得這一技術(shù)更加完善并且在紅外成像、信號的高階譜分析等諸多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。在濾波方面,線性濾波器可以地濾除信號中的噪聲，但濾波以后的信噪比不夠高，當(dāng)線性濾波器傳輸函數(shù)為輸入信號頻潛函數(shù)的復(fù)共軛時，該濾波器能夠給出最大的信噪比。多正弦窗譜估計具有較小的偏差。同時，由于進(jìn)行了多個特征譜的加權(quán)平均，對譜圖會有一定的平滑效果，因此譜估計的方差性能較傳統(tǒng)的周期圖法會有顯著的改善。同時能夠保證一定的頻率分辨能力。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種弱信號目標(biāo)檢測的優(yōu)化方法，以便更好地針對弱信號目標(biāo)檢測進(jìn)行

8、優(yōu)化，采用更好的算法予以優(yōu)化。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。 一種弱信號目標(biāo)檢測的優(yōu)化方法，其具體步驟如下：（1）讀取離散化后的輸入信號:x(n) j=1,2N ，其中N為信號x(t)的采樣點(diǎn)數(shù)；（2）對信號x(n)進(jìn)行四重自相關(guān)，具體方法為，設(shè)信號x(n)包括有用信號s(n)和隨機(jī)加性噪聲u(n)，信號表達(dá)式為：x(j)=s(j)+u(j),對輸入信號進(jìn)行四重自相關(guān)： ；根據(jù)信號與信號相關(guān)，信號與噪聲的不相關(guān)性，有： 即：；（3）計算相關(guān)函數(shù)的頻譜：；（4）由相關(guān)信號的頻譜，根據(jù)信號的頻譜與自相關(guān)函數(shù)頻譜的關(guān)系，利用公式，由四重相關(guān)信號頻譜計算信號的頻譜；（5）計算匹配濾波器的傳輸

9、函數(shù)：當(dāng)線性濾波器傳輸函數(shù)為輸入信號頻潛函數(shù)的復(fù)共軛時，該濾波器能夠給出最大的信噪比, 這種濾波器稱為匹配濾波器；匹配濾波器的傳輸函數(shù)為：；（6）求信號經(jīng)過匹配濾波器的頻譜：經(jīng)過濾波后的信號的頻譜為：；（7）采用多正弦窗進(jìn)行譜估計：窗函數(shù)取為設(shè)K為正弦窗數(shù)量,為第個正弦窗的加權(quán)系數(shù)，則多正弦窗譜估計為：其中為第k個特征譜。而所以多正弦窗譜估計可表示為：(8)將信號頻譜還原為時域信號：（備注：需要針對上述出現(xiàn)多個參數(shù)予以定義，也需要說明，各個字母所代表的含義，大小寫均需要說明，如果表示含義一致，那么大小字母應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一，如需要說明代表的含義，H代表的含義，等等）該發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明方法中，利

10、用四重相關(guān)和雙譜(四重相關(guān)函數(shù)的頻譜函數(shù))分析，實(shí)現(xiàn)高階矩范圍內(nèi)信號處理，由于零均值的高斯平穩(wěn)隨機(jī)過程的四重相關(guān)等于零，以及四重相關(guān)具有位移和旋轉(zhuǎn)不變性等特點(diǎn)，并且雙譜含有豐富的冗余信息，采用匹配濾波器進(jìn)行濾波，該濾波器能夠給出最大的信噪比。因此，四重相關(guān)匹配濾波技術(shù)較之二重相關(guān)匹配濾波技術(shù)，可以進(jìn)一步抑制噪聲，從而提高信噪比。多正弦窗譜估計在有效改進(jìn)譜估計的方差性能的同時，能夠保證一定的頻率分辨能力。附圖說明圖1 是本發(fā)明實(shí)施例中所使用算法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便更好的理解本發(fā)明。實(shí)施例本實(shí)施例中的弱信號目標(biāo)檢測的優(yōu)化方法，其流程如圖1所示，具體步

11、驟如下：（1）讀取離散化后的輸入信號:x(n) j=1,2N ，其中N為信號x(t)的采樣點(diǎn)數(shù)；（2）對信號x(n)進(jìn)行四重自相關(guān)，具體方法為，設(shè)信號x(n)包括有用信號s(n)和隨機(jī)加性噪聲u(n)，信號表達(dá)式為：x(j)=s(j)+u(j),對輸入信號進(jìn)行四重自相關(guān)： ；根據(jù)信號與信號相關(guān)，信號與噪聲的不相關(guān)性，有： 即：；（3）計算相關(guān)函數(shù)的頻譜：；（4）由相關(guān)信號的頻譜，根據(jù)信號的頻譜與自相關(guān)函數(shù)頻譜的關(guān)系，利用公式，由四重相關(guān)信號頻譜計算信號的頻譜；（5）計算匹配濾波器的傳輸函數(shù)：當(dāng)線性濾波器傳輸函數(shù)為輸入信號頻潛函數(shù)的復(fù)共軛時，該濾波器能夠給出最大的信噪比, 這種濾波器稱為匹配濾波器；匹配濾波器的傳輸函數(shù)為：；（6）求信號經(jīng)過匹配濾波器的頻譜：經(jīng)過濾波后的信號的頻譜為：； （7）采用多正弦窗進(jìn)行譜估計：窗函數(shù)取為設(shè)K為正弦窗數(shù)量,為第個正弦窗的加權(quán)系數(shù)，則多正弦窗譜估計為：其中為第k個特征譜。而所以多正弦窗譜估計可表示為：(8)將信號頻譜還原為時域信號：（備注：需要針對上述出現(xiàn)多個參數(shù)予以定義，也需要說明，各個字母所代表的含義，