基于双重虚警控制XGBoost的海面小目标检测

来源：雷达科学与技术杂志2023年第3期北京时间：

作者：施赛楠，姜丽，李东宸，吴旭姿

单位：1. 南京信息工程大学电子与信息工程学院， 江苏南京 210044;2. 中国船舶工业系统工程研究院， 北京 100094;3. 江苏开放大学信息工程学院， 江苏南京 210036

摘要：为了提升雷达对海面小目标的探测能力，本文提出一种基于双重虚警控制的极限梯度提升（eXtreme Gradient Boosting, XGBoost）的目标检测方法，解决高维特征空间中分类器设计难的问题。首先，从时域、频域、时频域中挖掘了海杂波和含目标回波的精细化差异，并将这些差异凝聚为7个特性，进而构建高维特征空间。然后，发展了一种双重虚警控制的两分类器。在第一重中，重新定义XGBoost的损失函数，通过迭代调整两类错误率的惩罚因子，实现结构层面上的粗虚警控制。在第二重中，将分类概率作为统计量，实现参数层面上的精虚警控制。最后，经实测数据验证，所提出的检测器能精准控制虚警且具备稳健的探测能力。

关键词：海杂波,目标检测,特征提取,虚警控制,极限梯度提升树,

基金资助：国家自然科学基金（No.61901224）； 江苏省高等学校基础科学（自然科学）研究项目(No.21KJB510036)