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涂层隐身装甲目标毫米波被动探测辐射亮温反演与图像重构

汪先平  
【摘要】:毫米波以其与微波和红外不同的特点,弥补了微波系统和红外系统的不足,倍受国内外专家学者的青睐。近年来,毫米波技术的研究已成为新的热点,并逐渐在国防、交通、医疗、工业控制、治安管理等领域得到广泛应用。毫米波技术是利用目标的毫米波辐射特性来探测识别目标。在毫米波辐射探测中,辐射计探测到的是目标的天线口面温度,而不是目标的辐射亮度温度。为了得到真实的涂层隐身装甲目标辐射亮温,我们必须从测得的目标天线口面温度求解一个第一类病态的Fredholm积分方程,反演出装甲目标的辐射亮温。本文主要研究内容及创新点为:1.针对有隐身涂层的装甲目标和未隐身的装甲目标进行毫米波探测实验。通过建立相应的天线温度模型,对隐身涂层的装甲目标,文中采用BFGS算法反演涂层装甲的辐射亮温,求得较稳定的装甲涂层隐身目标的辐射亮温,根据反演出的亮温,给出了一种计算隐身材料的反射率和发射率的方法。2.采用共轭梯度法,用逼近控制的方法研究第一类病态的Fredholm积分方程。从测得目标的天线温度数据反演出未隐身装甲目标辐射亮温,用BP神经网络给出学习误差曲线,并验证反演方法的有效性。3.毫米波被动成像具有全天侯工作能力。与红外、可见光成像相比,其不足之处是分辨率较低,不能完全反映场景与目标的细节情况。文中采用小波域正则化方法,首先对毫米波降质图像进行小波域局部噪声方差估计,后用自适应正则化方法重构超分辨率毫米波图像。毫米波图像处理的实验证明,该方法消噪效果明显,能锐化图像,保持图像细节。


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