时频-radon变换在激光微多普勒效应特征提取中的应用

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1、第31卷第5期应用光学Vo1．31No．52010年9月JournalofAppliedOpticsSep．2010文章编号：1002—2082(2010)05—0810—04时频一Radon变换在激光微多普勒效应特征提取中的应用吴婧，孙洋，张骏(烟台大学光电信息学院，山东烟台264005)摘要：鉴于激光微多普勒效应探测运动目标复合振动的重要性，利用离散小波多分辨分析对激光微多普勒效应探测运动目标复合振动的实验数据进行分解，研究不同尺度下的信号特征。将Radon变换与时频分析结合在一起，对实验所得信号在时频域中进行分析，结果表明：时频一Radon变换适合于微多普勒信号的识别，应用

2、该方法能够抑制多分量信号时频分布产生的交叉项干扰，有效地提取微动目标的特征，为目标特征的识别、分类和探测提供了便利。关键词：微多普勒效应；Radon变换；小波变换；时一频分析；多震源中图分类号：TN958文献标志码．AApplicationoftime—frequencyRadontransforminfeatureextractionoflasermicro-DopplereffectWUJing，SUNYang．ZHANGJun(InstituteofOpto—electronicInformation，YantaiUniversity，Yantai264005，China)

3、Abstract：Sincelasermicro—Dopplerhasimportantapplicationsindetectingthecomplexvibrationofamovingtarget，discretewavelettransformmulti—resolutionanalysisisusedtorepresenttheexperimentaldataoflasermicro—Dopplerfordetectingcomplexvibrationofmovingtargettostudythesignalcharacteristicsatdifferentsca

4、les．Radontransformsandtime—frequencyanalysiSarecombinedtogethertoanalyzetheexperimentalsignalofvibratingtargetintime—frequencydomain．Resultsshowthatthismethodissuitableforrecognizingmicro—Dopplersignal，anditcansuppressthecrosstermsinterferenceproducedbythetime··frequencydistributionofmulti--c

5、omponentsignalsandefficientlyextractfeaturesofthevibratingtargetfordetection，identificati0nandcIassification．Keywords：micro-Dopplereffect；Radontransform；wavelettransform；time—frequencyanalysis；multiplevibrationsources引言普勒现象能帮助我们确定目标的几何结构和运动激光微多普勒效应可用于行驶中的汽车或特征等，它在目标的探测、分类、识别领域具有很大坦克表面由发动机引起的机

6、械振动的探测、直升的应用潜力。如何有效地从激光回波信号中提机螺旋桨转动的探测、轮船上雷达天线旋转的探取出微多普勒信息，这是激光微多普勒效应应用的测、甚至人走路时双腿和双臂摆动的探测Ⅲ，微多关键。许多研究者在这方面做了许多尝试，王学收稿日期：2010—01—25；修回日期：201O-04—14作者简介：吴婧(1984一)，女，山东烟台人，硕士研究生，主要从事光电信息获取与处理技术的研究工作。E—mail：jzhang@ytu．edu．cn应用光学2010，31(5)吴婧，等：时频一Radon变换在激光微多普勒效应特征提取中的应用·811·勤[7]采用重排平滑Wigner分布(SPW

7、VD)算法分析提取微多普勒信息，获得了理想的时频聚集性。为了进一步提取激光微多普勒效应的特征信息，我们用小波多尺度分析对实验数据分析，研究不同尺度下氍激光微多普勒效应的特征变化；再利用Radon变换接靶与时／频分析相结合的分析方法对多振源、复杂信号进行分析，从中提取出微多普勒信号。1实验系统时N／s实验系统如图l所示，实验用一对喇叭来模拟图2原始信号一个不同振动频率的物体。激光器发射的光束经过Fig．2Waveformdiagramoforiginalsignals分束器后，一部