用样本密度法解决支持向量机拒识区域

拒识区域是传统多分类支持向量机中存在的主要缺陷之一。为克服这一不足,提高多分类支持向量机的分类性能和泛化能力,提出将样本密度法用于解决支持向量机拒识区域问题。该方法以落入拒识区域中的样本点为中心,某一阈值为半径建立一个超球体,然后计算各类样本集在该超球体内的样本密度,最后选择最大样本密度对应的类为样本的所属类。数据实验结果表明,样本密度法实现了零拒识,有效提高了传统多分类支持向量机的分类性能。     

基于可拒识SVM的并行增长图像分割算法

针对经典区域增长算法中生长规则以及特征选取困难的问题,提出基于可拒识双层支持向量机模型的多目标并行区域增长图像分割算法。首先交互选择多个不同区域的种子点,并交互选择属于每个目标区域的子块和非目标区域的子块形成双层支持向量机训练样本;然后利用这些已知的训练样本训练双层支持向量分类器;在区域增长过程中,首先利用第一层的最大间隔超平面的支持向量分类器(SVC)进行分类判决,对属于该区域的点再利用第二层的支持向量域数据选择器(SVDD)进行拒识或接受处理,最后利用两层分类器的结果进行综合判决。为避免初始种子点位置选择对算法性能的影响,采用了多区域并行竞争增长策略。仿真实验获得了较好的分割效果,实验结果表明,提出的算法是合理可行的。     

支持向量机在车辆目标识别中的应用

提出了利用支持向量机对战场侦察雷达目标回波信号进行处理,以实现对卡车、坦克等在地面运动的车辆目标进行分类识别的一种新算法。首先对雷达接收到的目标回波信号作频域分析,从中提取待分类目标信号的特征向量,然后利用所建立的支持向量机模型对目标信号作训练和识别,最后与经典谱分析和神经网络的方法作比较,并采用实际数据验证这种识别方法的有效性。     

基于特征概率分布的低分辨雷达地面目标分类

提取稳定有效的目标特征对于低分辨雷达的目标识别分类有着重要意义。在提取目标基本特征雷达散射截面积(radar cross section,RCS)与频谱熵值的基础上,提出了一种基于特征概率分布曲线的目标分类方法。该方法首先应用快速傅里叶变换计算目标回波频谱,提取目标RCS与频谱熵值,然后滑窗分段计算基本特征的概率分布曲线,从而利用概率分布曲线提取出稳定的目标特征,最后利用支持向量机对目标实现分类。基于实测数据的分类结果表明,该特征具有较好的稳健性和分类性能,同时算法便于工程实现。     

一种基于混合策略的孤立点检测方法

孤立点检测面临数据不平衡和代价敏感两个问题。利用改进的一类支持向量机对数据集进行重构,并结合代价敏感支持向量机提出了一种混合策略检测方法。首先在传统的一类支持向量机优化过程中设定不同权重,通过刻画超平面消除部分正常样本进而平衡数据集;重构过程保留了孤立点信息,同时能克服数据混叠现象。通过代价敏感支持向量机对样本进行训练,利用受试者工作特征分析作为评判依据搜索最优参数,进而调节阈值获得孤立点检测模型。仿真实验结果表明,本文方法能提高检测精度,同时有效降低总的误分类代价。     

雷达目标自动识别系统的拒识新算法

提出了一种基于代价因子的Fisher判别函数拒识门限确定算法.该算法充分考虑了系统识别和误识的代价因子,引入Fisher判决理论,确定了拒识门限.设计了基于独立分量分析(independent component analy-sis,ICA)的雷达目标特征提取方法,将雷达高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)在"基信号"域中分解,提取相应的基系数组成向量,作为目标特征向量.采用基于欧氏距离度量的K最近邻(K nearest neighbor,KNN)分类器作为识别系统的分类规则,并引入拒识门限设计了一种新的分类器.实验结果表明,基于以上算法的雷达目标识别系统在最小代价前提下具有较高的正确识别概率.     

基于改进半监督朴素贝叶斯的LPI雷达信号识别

针对先验信息残缺的非合作电子对抗背景下的低截获概率雷达信号识别问题,提出一种基于改进的半监督朴素贝叶斯的识别算法。该算法首先提取出4种低截获概率(low probability of intercept,LPI)雷达信号的双谱对角切片作为识别特征;针对传统的半监督朴素贝叶斯(semi-supervised Naive Bayes,SNB)在更新训练样本集过程中会产生迭代错误的不足,利用改进的SNB(Revised SNB, RSNB)算法构建分类器,完成对测试样本的识别。该方法通过在无标记样本集生成的置信度列表中选取置信度较高的样本添加到有标记样本集中,再利用预测后的分类结果对分类器参数(即特征期望向量m i和方差向量σ i)进行改进,有效解决了传统算法分类精度低且分类性能不稳定等缺点。理论分析和仿真结果表明,在LPI雷达信号识别问题,相比于SNB算法和传统的主成分分析加支持向量机法(principal component analysis-support vector machine, PCA-SVM),该算法具有更高的分类识别率和更好的分类性能。     

干扰规则库未知条件下的干扰决策

针对模板匹配(template matching, TM)应用于未知干扰规则库时干扰决策正确率低问题,提出基于迁移成分分析-支持向量机(transfer component analysis support vector machine, TCA SVM)的干扰决策方法。对空-空场景机载多功能火控雷达,提取雷达信号特征,构建雷达干扰规则库及未知威胁数据集,通过迁移成分分析把两个样本集的特征映射到同一低维隐藏空间,提取样本隐藏空间特征,经过支持向量机训练,实现对未知威胁数据集的干扰决策。实验结果表明:所提方法有效提高了干扰决策正确率,TCA-SVM出色的学习及泛化能力,较好地解决了干扰规则库未知条件下干扰决策问题。     

支持向量机的新分类器算法研究

提出了基于支持向量机(SVM)和决策树(DT)的几种新分类器算法.首先对支持向量机和模糊支持向量机(FSVM)处理多类分类问题的传统算法进行介绍,然后在DT-FSVM和最近邻分类器的基础之上,提出基于样本区域分析(SRA)的混合分类器算法(SRA-DT-FSVM),该算法中样本区域分析的概念被提出.在线性鉴别分析(LDA)的人脸特征空间中,分别对算法FSVM,DT-FSVM,SRA-DT-FSVM以及Binary-DT-SVM进行了全面的性能比较.通过在ORL人脸库上的实验结果表明,提出的新方法是有效的.此外,基于DT的SVM的分类速度获得了较大提高.     

基于FSVM的雷达多目标识别

重点分析了支撑矢量机多分类问题中存在的误分、拒分现象,针对雷达目标提出解决这一现象的模糊支撑矢量机。采用模糊支撑矢量机的分类机理对样本数据有限且残缺不全的高分辨一维雷达距离像进行多目标识别。实测数据(4种飞机雷达距离像)的多目标识别结果表明,模糊支撑矢量机与一般多类支撑矢量机相比在多目标识别时简单易行,而且在识别率上有显著的提高。     

SVM和HMM相结合的合成孔径雷达图像目标识别

提出了一种支持向量机和隐马尔可夫模型相结合的合成孔径雷达图像目标识别方法。该方法用小波分解和主成分分析提取图像特征,生成特征向量。利用图像在方位角上的关系由特征向量生成图像的特征序列以及隐马尔可夫模型的训练序列。用支持向量机进行目标预识别,确定目标最有可能所属的两个类别,用隐马尔可夫模型在这两个类别中确定目标最终所属类别,完成目标识别。使用MSTAR数据库中的图像数据对该方法进行验证和分析,结果表明,该方法可以明显提高目标的正确识别率,是一种有效的合成孔径雷达图像目标识别方法。     

基于奇异值熵和分形维数的雷达信号识别

针对低信噪比条件下雷达信号脉内调制方式识别算法识别率低的问题,提出了基于奇异值熵和分形维数的雷达信号识别算法。该方法首先通过Choi Williams分布得到信号的时频图像,提取时频图像的奇异值熵;然后再提取信号频谱的盒维数与信息维数,组成三维特征向量;最后使用基于支持向量机的分类器实现雷达信号的分类识别。对8种典型雷达信号的仿真试验结果表明该方法抗噪性强、识别率高,在信噪比大于1 dB时,平均识别率能达到95%以上。     

基于KFD+ICA特征提取的SAR图像目标识别

提出了一种用基于核函数的Fisher判别分析(kernel based Fisher discriminant analysis,KFD)和独立分量分析(independent component analysis,ICA)特征提取的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像目标识别方法。用基于核函数的Fisher判别分析提取SAR图像样本在高维特征空间中的最佳分类向量,对最佳分类向量做独立分量分析,得到表征图像样本的特征向量,用支持向量机(support vector machine,SVM)对提取得到的特征向量分类完成目标识别。对MSTAR数据库中三类军事目标用该方法进行特征提取和识别实验,识别率为96.92%。结果表明,KFD ICA特征提取方法可提取目标的有效特征,在较低特征维数情况下获得较高的目标正确识别率。     

基于距离像时频非负稀疏编码的SAR目标识别

提出了一种基于目标高分辨距离像时频域非负稀疏编码的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)目标识别方法。首先,将目标的SAR复图像转换为高分辨距离像。然后,采用自适应高斯基表示方法计算每个距离像的非负时频矩阵。其次,对训练目标所有距离像的时频矩阵采用非负稀疏编码方法学习时频字典。在目标识别中,通过将每个距离像的时频矩阵投影到低维的时频字典上来提取特征矢量。最后,在提取特征矢量的基础上,通过支撑向量机目标识别决策实现目标识别。采用美国“运动和静止目标获取与识别计划”公开发布的SAR图像数据库进行算法验证实验。实验结果说明了提出方法的有效性。     

New algorithm of target classification in polarimetric SAR

The different approaches used for target decomposition （TD） theory in radar polarimetry are reviewed and three main types of theorems are introduced： those based on Mueller matrix, those using an eigenvector analysis of the coherency matrix, and those employing coherent decomposition of the scattering matrix. Support vector machine （SVM）, as a novel approach in pattern recognition, has demonstrated success in many fields. A new algorithm of target classification, by combining target decomposition and the support vector machine, is proposed. To conduct the experiment, the polarimetric synthetic aperture radar （SAR） data are used. Experimental results show that it is feasible and efficient to target classification by applying target decomposition to extract scattering mechanisms, and the effects of kernel function and its parameters on the classification efficiency are significant.     

基于VMD和特征融合的辐射源信号识别

在日趋复杂的电子对抗中,如何提高雷达辐射源信号(radar emitter signal, RES)识别率和抗噪性能是亟待解决的问题。为此提出了一种变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)和特征融合相结合的RES识别方法。首先利用VMD算法对各雷达信号进行分解得到3个本征模态函数(intrinsic mode function, IMF);然后,对这3个IMF分量提取排列熵(permutation entropy, PE)和样本熵(sample entropy, SE)特征进行特征融合，构成六维特征向量；最后利用支持向量机对辐射源信号进行识别。利用6种不同的辐射源信号对该方法进行了验证,仿真实验结果表明,该方法在低信噪比(signal to noise ratio, SNR)下能取得较好的识别率,当SNR不低于0 dB时,六维特征向量的识别率达到100%,具有较强的抗噪性能。     

基于支持向量机的低空飞行目标声识别

目标识别是战场低空飞行目标声预警技术的核心内容之一。为了满足声预警系统的要求,建立的识别器必须高效、具有较好的推广能力。采用了一种新的分类器一支持向量机对目标进行了分类识别。首先简要描述了直升机、巡航导弹的声信号特性,说明了支持向量机的原理。以自回归模型参数为特征向量对3种直升机、一种巡航导弹共4类目标进行了识别,并同一种前向反馈神经网络进行了识别比较。支持向量机和该神经网络得到的识别率分别为88.1%和84.1%,结果表明此方法的有效性。最后分析了两种分类器识别错误的原因,给出了提高识别率的建议。     

基于线性卷积系数扩展特征的雷达目标识别

针对雷达目标高分辨距离像识别中的有效特征提取问题,提出了一种基于线性卷积系数扩展特征的雷达目标识别方法。该方法将高分辨距离像及其线性卷积系数扩展特征作为联合特征在核空间中进行特征选择,并采用支持向量机（support vector machine, SVM）作为分类器实现雷达目标识别。核空间中的特征选择可以解决联合特征高特征维数问题和非线性可分问题,进而提高SVM识别性能,而线性卷积系数扩展特征相比高分辨距离像具有更强的稳定性。同时,可以在一定程度上弥补因特征选择带来的高分辨距离像部分距离单元特征分量缺失。基于5种飞机目标高分辨距离像的仿真实验证明了该方法的有效性。     

末制导雷达目标与诱饵的联合参数估计和辨识

拖曳式诱饵干扰条件下目标与诱饵的参数估计和身份辨识是制导雷达实现精确打击的前提条件。不可分辨角度范围内的目标和诱饵引起导引头雷达回波的干涉混叠,导致常规测量方法失效。当目标和诱饵处于相邻的两个匹配滤波采样点之间时,这些采样点所包含的信息将有助于参数估计的获取。通过充分挖掘两个连续匹配滤波采样点所包含的特征信息获得接收回波的概率分布,结合干扰形式和特点采用改进的粒子群优化方法从最大似然估计的角度获取目标与诱饵的对应参数,实现删除二者的身份辨识。各种条件下的仿真实验验证了方法的有效性。