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专利号: 2016110749152
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多线性主成分分析和张量分析的SAR图像目标识别方法,其特征在于:所述目标识别方法包括以下步骤:步骤1,构建四阶张量训练样本,对合成孔径雷达图像进行预处理,对预处理后的合成孔径雷达图像数据按照图像空间x轴、图像空间y轴、方位角和样本类别,构建一个四阶张量训练样本 其中,I1,I2,I3,I4分别代表图像空间x轴、图像空间y轴、方位角和样本类别四阶张量的维度,M是训练样本数;

步骤2,对四阶张量训练样本进行多线性主成分分析,首先进行张量样本的中心化,即每个张量样本减去张量样本集的平均值:其中, 为中心化后的四阶张量样本,Am是原始四阶张量样本;对中心化后的四阶张量样本沿各阶模展开,转化为矩阵;对四阶张量样本展开后的矩阵进行高阶奇异值分解,得到各阶上的投影矩阵U(n),n=1,2,3,4;

步骤3,构造核心张量Sm:

其中,M是训练样本数, 为中心化后的张量样本,U(n),n=1,2,3,4为多线性投影矩阵,×n,n=1,2,3,4为n模(n-MODE)乘积,n模乘积定义如下:一个张量 和一个矩阵 的n模乘积为 其内部元素定义为:步骤4,对核心张量进行线性判别分析,得到一组线性判别函数的权向量Wk,k=1,

2,...,K,K为类别数;核心张量Sm表征原始张量训练样本,因而通过核心张量Sm来训练线性判别分类器;对于K类的线性分类问题要寻找K个线性判别函数,每个线性判别函数的求解目的是寻找一个权向量,使得训练样本X的错分最小,因而,这里需要求得K个权向量Wk,k=

1,2,...,K,K为类别数;定义误差向量:

ek=XWk-bk,k=1,2,...,K,K为类别数           (7)其中,X为训练样本,这里为核心张量Sm,bk为已知的样本类别,则目标函数定义为平方误差的形式:J(Wk)=||ek||2=||XWk-bk||2,k=1,2,...,K,K为类别数       (8)Wk的优化目标为使得J(Wk)最小,即求J(Wk)的梯度为0:K为类别数(9)从而得

到权向量:

Wk=(XTX)-1XTbk,k=1,2,...,K,K为类别数           (10)步骤5,对测试样本进行分类识别,对于给定的测试样本Xtest,首先将测试样本通过投影矩阵U(n),n=1,2,3,4映射到张量子空间中,得到测试样本核心张量Stest:其中,Xtest为测试样本,U(n),n=1,2,3,4为多线性投影矩阵,×n,n=1,2,3,4为n模(n-MODE)乘积,通过线性判别函数的权向量Wk,k=1,2,...,K,K为类别数,计算:gndk(Stest)=WkTStest,k=1,2,...,K,K为类别数          (6)比较函数值gndk的大小,使gndk最大的线性判别函数权向量所对应的类别则是测试样本的类别。

2.如权利要求1所述的一种基于多线性主成分分析和张量分析的SAR图像目标识别方法,其特征在于:所述步骤1中,合成孔径雷达图像预处理过程为:将图像统一调整为大小为

128*128像素的幅度图像,并对幅度数据进行归一化处理,处理后图像幅度值的均值为0,方差为1。