Efficient Approach for OS-CFAR 2D Technique Using Distributive Histograms and Breakdown Point Optimal Concept applied to Acoustic Images

Autores
Villar, Sebastian Aldo; Menna, Bruno Victorio; Torcida, Sebastián; Acosta, Gerardo Gabriel
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
In this work, a new approach to improve the algorithmic efficiency of the Order Statistic-Constant False Alarm Rate (OS-CFAR) applied in two dimensions (2D) is presented. OS-CFAR is widely used in radar technology for detecting moving objects as well as in sonar technology for the relevant areas of segmentation and multi-target detection on the seafloor. OS-CFAR rank orders the samples obtained from a sliding window around a test cell to select a representative sample that is used to calculate an adaptive detection threshold maintaining a false alarm probability. Then, the test cell is evaluated to determine the presence or absence of a target based on the calculated threshold. The rank orders allows that OS-CFAR technique to be more robust in multi-target situations and less sensitive than other methods to the presence of the speckle noise, but requires higher computational effort. This is the bottleneck of the technique. Consequently, the contribution of this work is to improve the OS-CFAR 2D with the distributive histograms and the optimal breakdown point optimal concept, mainly from the standpoint of efficient computation. In this way, the OS-CFAR 2D on-line computation was improved, by means of speeding up the samples sorting problem through the improvement in the calculus of the statistics order. The theoretical algorithm analysis is presented to demonstrate the improvement of this approach. Also, this novel efficient OS-CFAR 2D was contrasted experimentally on acoustic images.
Fil: Villar, Sebastian Aldo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría. Departamento de Electromecánica. Grupo INTELYMEC; Argentina
Fil: Menna, Bruno Victorio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría. Departamento de Electromecánica. Grupo INTELYMEC; Argentina
Fil: Torcida, Sebastián. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Matemática; Argentina
Fil: Acosta, Gerardo Gabriel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería Olavarría. Departamento de Electromecánica. Grupo INTELYMEC; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Materia
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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Then, the test cell is evaluated to determine the presence or absence of a target based on the calculated threshold. The rank orders allows that OS-CFAR technique to be more robust in multi-target situations and less sensitive than other methods to the presence of the speckle noise, but requires higher computational effort. This is the bottleneck of the technique. Consequently, the contribution of this work is to improve the OS-CFAR 2D with the distributive histograms and the optimal breakdown point optimal concept, mainly from the standpoint of efficient computation. In this way, the OS-CFAR 2D on-line computation was improved, by means of speeding up the samples sorting problem through the improvement in the calculus of the statistics order. The theoretical algorithm analysis is presented to demonstrate the improvement of this approach. Also, this novel efficient OS-CFAR 2D was contrasted experimentally on acoustic images.Fil: Villar, Sebastian Aldo. 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