CN111965629B - 一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置，方法包括：接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率；根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。本申请实施例能自适应的抑制非均匀背景，在多目标干扰背景环境中的目标检测有更强的鲁棒性，在混响边缘背景环境中有更好的虚警控制能力。
Description
技术领域
本发明涉及主动声呐混响抑制领域。尤其涉及一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置。
背景技术
在主动声呐目标检测中，混响是影响检测性能的主要干扰之一。混响是声波经水下散射体散射叠加而成的，在浅海环境下，海底的礁石、山脊及水中的鱼群等会造成强混响干扰；水体混响和界面混响等不同混响之间的混响背景功率突变会造成混响边缘干扰；高分辨率声呐当以低掠射角探测时，如果水中存在较大物体，由于其遮挡而在阴影部分没有回波从而形成阴影干扰。以上三种非均混响会对有源声呐的目标检测造成很大的影响，因此如何消除非均匀背景的影响、实现主动声纳在浅海环境下对水下目标的稳健检测是声呐工作者亟待解决的一个问题。
目前，混响抑制方法主要包括：声呐波形设计，空域滤波，空时联合处理，抗混响检测器设计等。由于干扰目标的多普勒频率和浅海慢速目标多普勒频率接近，且由于多普勒频率分辨率和空间角度分辨率的限制，声呐波形设计，空域滤波和空时联合处理很难对混响抑制做到普适应和彻底性。现有抗混响检测器主要包括有序统计恒虚警(OrderStatistic-Constant False Alarm Rate，OS-CFAR)检测器和自动删除平均恒虚警(Automatic Censored Cell Averaging-Constant False Alarm Rate，ACCA-CFAR)检测器，OS-CFAR需要干扰目标数的先验知识，这限制了该检测器在实际工作中的使用，ACCA-CFAR在混响边缘中虚警率控制能力不理想。
发明内容
由于现有方法存在上述问题，本申请实施例提出一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置。
第一方面，本申请实施例提出一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法及装置，包括：
接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；
确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；
根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率；
根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
在另一个可能的实现中，所述确定所述参考单元中的小幅值信号的的参考单元，包括：
将所有参考单元从小到大排序；
根据前n1 *个参考单元，确定小幅值信号的功率σ1，n1 *≤N；所述小幅值信号包括均匀混响或阴影干扰；
确定第n1 *+1个参考单元的功率与所述小幅值信号的功率σ1的比值R1；
根据所述比值R1和功率比阈值ξ(ρ)，确定第n1 *+1个参考单元是否为大幅值信号，所述大幅值信号包括干扰信号或均匀混响；
当第n1 *+1个参考单元是大幅值信号时，确定第n1 *+1个参考单元以后的所有参考单元都是大幅值信号，并且确定前n1 *个参考单元为小幅值信号参考单元；
当第n1 *+1个参考单元不是大幅值信号时，使n1 *加1，重复上述步骤。
在另一个可能的实现中，所述确定所述参考单元中的大幅值信号的参考单元，包括：
将所有参考单元从小到大排序；
根据最后n2 *个参考单元，确定大幅值信号的功率σ2，n2 *≤N；所述大幅值信号包括均匀混响或干扰目标数量多于n2 *时的多目标干扰信号；
确定第N-n2 *-1个参考单元的功率与所述大幅值信号的功率σ2的比值R2；
根据所述比值R2和功率比阈值ξ(ρ)，确定第N-n2 *-1个参考单元是否为小幅值信号，当第N-n2 *-1个参考单元是小幅值信号时，确定幅值小于第N-n2 *-1个参考单元的所有参考单元都是小幅值信号，并且确定最后n2 *个参考单元为大幅值信号的参考单元；
当第N-n2 *-1个参考单元不是小幅值信号时，使n2 *加1，重复上述步骤。
在另一个可能的实现中，所述根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定用于背景功率估计的数据，包括：
将所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *分别与N进行比较；
当N1 *和N2 *分别满足第一预设条件和第二预设条件时，确定小幅值信号的参考单元作为背景功率估计的数据；
当N1 *和N2 *分别满足第三预设条件和第四预设条件时，确定大幅值信号的参考单元作为背景功率估计的数据；
当N1 *和N2 *分别满足第五预设条件和第六预设条件时，确定大于第一预设阈值且小于第二预设阈值的参考单元作为背景功率估计的数据。
在另一个可能的实现中，所述估计背景功率，包括：
当N1 *和N2 *分别满足第一预设条件和第二预设条件时，将所述小幅值信号的参考单元取均值作为背景功率；
当N1 *和N2 *分别满足第三预设条件和第四预设条件时，将所述大幅值信号的参考单元取均值作为背景功率；
当N1 *和N2 *分别满足第五预设条件和第六预设条件时，将大于第一预设阈值且小于第二预设阈值的参考单元取均值作为背景功率。
在另一个可能的实现中，所述根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号，包括：
根据估计的背景功率，确定自适应检测阈值；
比较所述待检测单元与所述自适应检测阈值的大小；若所述待检测单元大于或等于所述自适应检测阈值，则确定所述待检测单元中含有目标信号；否则，确定所述待检测单元中不含有目标信号。
在另一个可能的实现中，所述根据估计的背景功率，确定自适应检测阈值，包括：
将估计的背景功率与阈值因子相乘的结果作为所述自适应检测阈值。
第二方面，本申请实施例提出一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测装置，包括：
接收模块和确定模块；
所述接收模块，用于接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；
所述确定模块，用于确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；
所述确定模块，还用于根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率；
所述确定模块，还用于根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
第三方面，本申请实施例还提出一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测装置，包括至少一个处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的程序，当所述程序被执行时，使得所述装置执行：
接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；
确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；
根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定背景功率估计的数据，并估计背景功率；
根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
第四方面，本申请实施例还提出一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；
确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；
根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定背景功率估计的数据，并估计背景功率；
根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
由上述技术方案可知，本申请实施例能自适应的识别出更多的干扰，在多目标干扰背景环境中的目标检测有更强的鲁棒性，在混响边缘背景环境中有更好的虚警控制能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1(a)为本申请实施例提供的小幅值信号的参考单元数量大于总参考单元数量的一半的示意图；
图1(b)为本申请实施例提供的大幅值信号的参考单元数量大于总参考单元数量的一半的示意图；
图1(c)为本申请实施例提供的小幅值和大幅值信号的参考单元数量同时小于总参考单元数量的一半的示意图；
图2为本申请实施例提供的非均匀背景抑制恒虚警检测器的模型框图；
图3为本申请实施例提供的均匀混响背景下本申请和单元平均恒虚警(CA-CFAR)检测器，有序统计恒虚警(OS-CFAR)检测器，自动删除平均恒虚警(ACCA-CFAR)检测器的仿真结果示意图；
图4(a)-图4(d)为本申请实施例提供的分别加6个干扰，10个干扰，14个干扰和18个干扰目标时本申请和CA-CFAR检测器,OS-CFAR检测器,ACCA-CFAR检测器的仿真结果示意图；
图5为本申请实施例提供的本申请和CA-CFAR检测器,OS-CFAR检测器,ACCA-CFAR检测器的混响边缘虚警率性能仿真结果示意图；
图6为本申请实施例提供的一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要说明的是，本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一预设条件和第二预设条件等是用于区别不同的预设条件，而不是用于描述目标对象的特定顺序。在本申请实施例中，“示例性的”、“举例来说”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”、“举例来说”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”、“举例来说”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在主动声呐目标检测中，主动声呐会发出探测信号，相应地也会接收到声呐回波信号。若恒虚警检测器接收的声呐回波信号中含有非均匀背景，则无法准确判断出声呐回波信号中是否含有目标信号。因此，为提高非均匀背景下恒虚警检测器检测目标的性能，本申请实施例提出非均匀背景抑制恒虚警检测器，下面对该检测器进行详细介绍。
首先，非均匀背景抑制恒虚警检测器接收N+1个声呐回波信号xi，N为正整数且为偶数。中间的一个声呐回波信号D作为待检测单元，用于检测中间的声呐回波信号D中是否含有目标信号。左边的声呐回波信号x1到及右边的声呐回波信号/>到xN作为参考单元，用于估计背景功率。
其次，非均匀背景抑制恒虚警检测器会确定出小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元。首先介绍小幅值信号的参考单元的确定过程。具体地，将所有参考单元按幅值从小到大排序，即为y(1)＜y(2)...＜y(N)。使用前n1 *个参考单元初步估计小幅值信号的功率σ1，n1 *≤N；其中，小幅值信号包括均匀混响或阴影干扰。具体地，k1表示第k1个参考单元。计算第n1 *+1个参考单元的功率，并计算第n1 *+1个参考单元的功率与小幅值信号的功率σ1的比值为R1。当R1大于功率比阈值ξ(ρ)时，则确定第n1 *+1个参考单元是大幅值信号，该大幅值信号包括干扰信号或均匀混响，此时，确定第n1 *+1个参考单元以后的所有参考单元都是大幅值信号，停止判断，并且确定前n1 *个参考单元为小幅值信号的参考单元；当R1小于或等于功率比阈值ξ(ρ)时，则确定第n1 *+1个参考单元不是大幅值信号，使n1 *加1，并重复上述步骤。其中，/>在此，ρ为设定的参考单元功率与小幅值信号的功率的最低功率比。需要说明的是，参考单元的功率、小幅值信号的功率和功率比阈值满足如下公式:
然后介绍大幅值信号的参考单元的确定过程。具体地，将所有参考单元按幅值从小到大排序，即为y(1)＜y(2)...＜y(N)。使用最后n2 *个参考单元初步估计大幅值信号的功率σ2，n2 *≤N；其中，大幅值信号包括均匀混响或干扰目标数量多于n2 *时的多目标干扰信号。具体地，k2表示第k2个参考单元。计算第N-n2 *-1个参考单元的功率，并计算第N-n2 *-1个参考单元的功率与大幅值信号的功率σ2的比值为R2。当R2小于功率比阈值ξ(ρ)时，则确定第N-n2 *-1个参考单元是小幅值信号，该小幅值信号包括阴影干扰或均匀混响，在此，ρ为大幅值信号的功率与参考单元功率的最高功率比。此时，确定第N-n2 *-1个参考单元以后的所有参考单元都是小幅值信号，停止判断，并且确定最后n2 *个参考单元为大幅值信号的参考单元；当R2大于或等于功率比阈值ξ(ρ)时，则确定第N-n2 *-1个参考单元不是小幅值信号，使n2 *加1，并重复上述步骤。需要说明的是，参考单元功率、大幅值信号的功率和功率比阈值满足如下公式：
还需要说明的是，其中，N为参考单元数量，Q在正向判断中为干扰或强混响存在的概率，在反向判断中为小混响或阴影干扰存在的概率。
然后，非均匀背景抑制恒虚警检测器根据确定出的小幅值信号的参考单元可以确定其数目为N1 *并根据确定出的大幅值信号的参考单元可以确定其数目为N2 *。根据N1 *和N2 *，确定用于背景功率估计的数据，并使用确定出的背景功率估计的数据估计背景功率。具体地，将小幅值信号的参考单元的数目N1 *和大幅值信号的参考单元的数目N2 *分别与N进行比较；当N1 *和N2 *分别满足第一预设条件和第二预设条件时，确定小幅值信号的参考单元的均值作为背景功率估计的数据；举例来说，当且/>时，表明小幅值信号为均匀混响，确定选择小幅值信号的参考单元的均值作为背景功率估计的数据，以抑制多目标干扰和混响边缘中的大功率混响；此时，背景功率/>i表示第i个小幅值信号的参考单元；当N1 *和N2 *分别满足第三预设条件和第四预设条件时，确定大幅值信号的参考单元的均值作为背景功率估计的数据；举例来说，当/>且/>时，表明大幅值信号为均匀混响，确定选择大幅值信号的参考单元的均值作为背景功率估计的数据，以抑制阴影干扰(包括热噪声和环境噪声)和混响边缘背景中的小功率混响；此时，背景功率/>i表示第i个大幅值混响的参考单元；当N1 *和N2 *分别满足第五预设条件和第六预设条件时，确定大于第一预设阈值且小于第二预设阈值的参考单元的均值作为背景功率估计的数据；举例来说，当/>且/>时，表明中间的信号为均匀混响，确定选择第N1 *+1个参考单元至第N-N2 *个参考单元作为背景功率估计的数据，以抑制多目标干扰和混响边缘；此时，背景功率/>i表示第i个小幅值信号的参考单元。/>表示向下取整，/>表示向上取整。
最后，非均匀背景抑制恒虚警检测器将上述估计出的背景功率Z与阈值因子T相乘的结果作为自适应检测阈值。其中，阈值因子Pfa为恒虚警率值，R为去掉强混响后均匀背景参考单元的数量。需要说明的是，当/>且/>时，R＝N1 *；当/>且时，R＝N2 *；当/>且/>时，R＝N-N1 *-N2 *。比较待检测单元D与自适应检测阈值的大小。若待检测单元大于或等于自适应检测阈值，则确定待检测单元中含有目标信号；否则，确定待检测单元中不含有目标信号。
从声呐在实际的使用中可知非均匀背景的参考单元排序后可以分为图1所示的三种情况。其中N1 *表示小幅值信号的参考单元的数量，N2 *表示大幅值信号的参考单元的数量。图1(a)表示小幅值信号的参考单元的数量大于参考单元总数的一半，对应的非均匀背景包括多目标干扰或者强混响参考单元数量少于总参考单元数量一半的混响边缘，此时应该选择小幅值信号的参考单元的均值估计背景功率；图1(b)表示大幅值信号的参考单元的数量大于参考单元总数的一半，对应的非均匀背景包括阴影干扰或者强混响数量大于总参考单元一半的混响边缘，此时应该选择大幅值信号的参考单元的均值估计背景功率；图1(c)表示小幅值和大幅值信号的参考单元数量同时小于参考单元总数的一半，当N1 *＝0，N2 *＝0时对应的为均匀背景，此时应该使用全部的参考单元数据估计背景功率。当N1 *和N2 *不等于0时对应的为同时含有干扰(又称强混响)和阴影干扰(包括热噪声和环境噪声)的非均匀背景，此时应该把大幅值和小幅值数据去掉选择中间的数据，并使用选择的中间的数据的均值估计背景功率。
但在仿真中发现，当N1 *和N2 *以N/2作为分界时，混响边缘位置在N/2+1时虚警率会上升。这主要是因为混响边缘在这个位置时大幅值和小幅值数据各占一半，此时应该选择大幅值参考单元作为背景。但对于N1 *和N2 *的估计难度较大，检测器估计出的N1 *有可能大于N/2导致选择小幅值混响的参考单元作为背景功率估计的数据，导致虚警率上升。为了减小上述的影响，选择以N1 *>3/5N和N2 *>2/5N作为背景选择的判断标准，以使混响边缘位置在N/2+1时有更大的概率选择大幅值信号的参考单元作为背景功率估计的数据。
因此该检测器可以通过估计小幅值和大幅值信号的参考单元数量的估计值N1 *和N2 *，根据N1 *和N2 *的大小动态选择估计背景功率的数据以消除多目标干扰和混响边缘等非均匀背景对主动声呐目标恒虚警检测的影响。非均匀背景抑制恒虚警检测器的模型框图如图2所示。
图3显示了均匀混响背景下本发明和单元平均恒虚警(Cell Averaging-ConstantFalse Alarm Rate,CA-CFAR)检测器，有序统计恒虚警(OS-CFAR)检测器，自动删除平均恒虚警(ACCA-CFAR)检测器的仿真结果；其中横坐标SRR为信号和混响功率比，纵坐标pd为目标发现概率。图4(a)-图4(d)显示了分别加6个干扰(又称强混响)，10个干扰，14个干扰和18个干扰目标时本申请和CA-CFAR检测器,OS-CFAR检测器,ACCA-CFAR检测器的仿真结果；其中横坐标SRR为信号和混响功率比，纵坐标pd为目标发现概率。图5显示了本申请和CA-CFAR检测器,OS-CFAR检测器,ACCA-CFAR检测器的混响边缘虚警率性能仿真结果；其中横坐标n代表混响边缘在参考单元中的位置，纵坐标pfa代表虚警概率。可以发现本申请所提的非均匀背景抑制恒虚警检测器不但在均匀背景和多目标干扰背景下具有较好的目标检测性能，在混响边缘情况下也有优异的虚警控制能力。
图6为本申请提供的一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法的流程示意图，该流程示意图包括：S601—S604，具体包括：
S601，接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数。
在本申请实施例中，非均匀背景抑制恒虚警检测器接收N+1个声呐回波信号xi，N为正整数且为偶数。将中间的一个声呐回波信号D作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号，即声呐回波信号x1到及声呐回波信号/>到xN作为参考单元。
S602，确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元。
在本申请实施例中，非均匀背景抑制恒虚警检测器确定出N个参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元。具体地，将所有参考单元从小到大排序；根据前n1 *个参考单元，确定小幅值信号的功率σ1，n1 *≤N；确定第n1 *+1个参考单元的功率与所述小幅值信号的功率σ1的比值R1；根据所述比值R1和功率比阈值ξ(ρ)，确定第n1 *+1个参考单元是否为大幅值信号，所述大幅值信号包括干扰信号或均匀混响；当第n1 *+1个参考单元是大幅值信号时，确定第n1 *+1个参考单元以后的所有参考单元都是大幅值信号，并且确定前n1 *个参考单元为小幅值信号的参考单元；当第n1 *+1个参考单元不是大幅值信号时，使n1 *加1，重复上述步骤。将所有参考单元从小到大排序；根据最后n2 *个参考单元，确定大幅值信号的功率σ2，n2 *≤N；确定第N-n2 *-1个参考单元的功率与所述大幅值信号的功率σ2的比值R2；根据所述比值R2和功率比阈值ξ(ρ)，确定第N-n2 *-1个参考单元是否为小幅值信号，所述小幅值信号包括阴影干扰或均匀混响；当第N-n2 *-1个参考单元是小幅值信号时，确定第N-n2 *-1个参考单元以前的所有参考单元都是小幅值信号，并且确定最后n2 *个参考单元为大幅值信号的参考单元；当第N-n2 *-1个参考单元不是小幅值信号时，使n2 *加1，重复上述步骤。
S603，根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率。
在本申请实施例中，非均匀背景抑制恒虚警检测器根据小幅值信号的参考单元的数目N1 *和大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定背景功率估计的数据，并使用背景功率估计的数据估计背景功率。具体地，将所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *分别与N进行比较；当N1 *和N2 *分别满足第一预设条件和第二预设条件时，确定小幅值信号的参考单元的均值作为背景功率估计的数据；当N1 *和N2 *分别满足第三预设条件和第四预设条件时，确定大幅值信号的参考单元的均值作为背景功率估计的数据；当N1 *和N2 *分别满足第五预设条件和第六预设条件时，确定大于第一预设阈值且小于第二预设阈值的参考单元的均值作为背景功率估计的数据。在使用背景功率估计的数据估计背景功率时，具体做法为：当N1 *和N2 *分别满足第一预设条件和第二预设条件时，将小幅值信号的参考单元取均值作为背景功率；当N1 *和N2 *分别满足第三预设条件和第四预设条件时，将大幅值信号的参考单元取均值作为背景功率；当N1 *和N2 *分别满足第五预设条件和第六预设条件时，将大于第一预设阈值且小于第二预设阈值的参考单元取均值作为背景功率。
S604，根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
在本申请实施例中，将S603中估计的背景功率与阈值因子相乘的结果作为自适应检测阈值。比较待检测单元与自适应检测阈值的大小。若待检测单元大于或等于自适应检测阈值，则确定待检测单元中含有目标信号；否则，确定待检测单元中不含有目标信号。
图7为本申请提供的一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测装置的结构示意图，该结构示意图包括：接收模块701和确定模块702；
接收模块701，用于用于接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；
确定模块702，用于确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；
确定模块702，还用于根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率；
确定模块702，还用于根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
本申请实施例提供一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测装置，其特征在于，包括至少一个处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的程序，当所述程序被执行时，使得所述装置执行：
接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率；根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；根据所述小幅值信号的参考单元的数目N1 *和所述大幅值信号的参考单元的数目N2 *，确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率；根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法，其特征在于，包括：
接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；
确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；
根据所述小幅值信号的参考单元的数目和所述大幅值信号的参考单元的数目/>确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率，其中将所述小幅值信号的参考单元的数目和所述大幅值信号的参考单元的数目/>分别与N进行比较；
当和/>分别满足第一预设条件和第二预设条件时，确定小幅值信号的参考单元作为背景功率估计的数据；
当和/>分别满足第三预设条件和第四预设条件时，确定大幅值信号的参考单元作为背景功率估计的数据；
当和/>分别满足第五预设条件和第六预设条件时，确定大于第一预设阈值且小于第二预设阈值的参考单元作为背景功率估计的数据；
根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元，包括：
将所有参考单元从小到大排序；
根据前个参考单元，确定小幅值信号的功率σ1，/>所述小幅值信号包括均匀混响或阴影干扰；
确定第个参考单元的功率与所述小幅值信号的功率σ1的比值R1；
根据所述比值R1和功率比阈值ξ(ρ)，确定第个参考单元是否为大幅值信号，所述大幅值信号包括干扰信号或均匀混响；
当第个参考单元是大幅值信号时，确定第/>个参考单元以后的所有参考单元都是大幅值信号，并且确定前/>个参考单元为小幅值信号的参考单元；
当第个参考单元不是大幅值信号时，使/>加1，重复上述步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述参考单元中的大幅值信号的参考单元，包括：
将所有参考单元从小到大排序；
根据最后个参考单元，确定大幅值信号的功率σ2，/>所述大幅值信号包括均匀混响或干扰目标数量多于/>时的多目标干扰信号；
确定第个参考单元的功率与所述大幅值信号的功率σ2的比值R2；
根据所述比值R2和功率比阈值ξ(ρ)，确定第个参考单元是否为小幅值信号，当第个参考单元是小幅值信号时，确定幅值小于第/>个参考单元的所有参考单元都是小幅值信号，并且确定最后/>个参考单元为大幅值信号的参考单元；
当第个参考单元不是小幅值信号时，使/>加1，重复上述步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述估计背景功率，包括：
当和/>分别满足第一预设条件和第二预设条件时，将所述小幅值信号的参考单元取均值作为背景功率；
当和/>分别满足第三预设条件和第四预设条件时，将所述大幅值信号的参考单元取均值作为背景功率；
当和/>分别满足第五预设条件和第六预设条件时，将大于第一预设阈值且小于第二预设阈值的参考单元取均值作为背景功率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号，包括：
根据估计的背景功率，确定自适应检测阈值；
比较所述待检测单元与所述自适应检测阈值的大小；若所述待检测单元大于或等于所述自适应检测阈值，则确定所述待检测单元中含有目标信号；否则，确定所述待检测单元中不含有目标信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据估计的背景功率，确定自适应检测阈值，包括：
将估计的背景功率与阈值因子相乘的结果作为所述自适应检测阈值。
7.一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测装置，其特征在于，包括：
接收模块和确定模块；
所述接收模块，用于接收N+1个声呐回波信号，中间的一个声呐回波信号作为待检测单元，其余的N个声呐回波信号作为参考单元，N为正整数且为偶数；
所述确定模块，用于确定所述参考单元中的小幅值信号的参考单元和大幅值信号的参考单元；
所述确定模块，还用于根据所述小幅值信号的参考单元的数目和所述大幅值信号的参考单元的数目/>确定用于背景功率估计的数据，并估计背景功率，其中将所述小幅值信号的参考单元的数目/>和所述大幅值信号的参考单元的数目/>分别与N进行比较；当/>和分别满足第一预设条件和第二预设条件时，确定小幅值信号的参考单元作为背景功率估计的数据；当/>和/>分别满足第三预设条件和第四预设条件时，确定大幅值信号的参考单元作为背景功率估计的数据；当/>和/>分别满足第五预设条件和第六预设条件时，确定大于第一预设阈值且小于第二预设阈值的参考单元作为背景功率估计的数据；
所述确定模块，还用于根据估计的背景功率，确定所述待检测单元中是否含有目标信号。
8.一种主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测装置，其特征在于，包括至少一个处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的程序，当所述程序被执行时，使得所述装置执行：
如权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一所述的主动声呐非均匀背景抑制恒虚警检测方法。
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