收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

近程毫米波成像技术及其信号处理

王本庆  
【摘要】: 为了防范恐怖袭击,许多国家都加强了机场和车站等公共场所的安检措施,其中近程毫米波成像技术就是最简捷有效的安检方式之一。毫米波兼具有微波与红外的优点,有一定的穿透能力,能够根据散射能量的大小区分不同物理属性的物体。近年来毫米波器件的不断发展和人们需求的不断提高,使得近程毫米波成像技术能够在医疗、导航和交管等领域得到越来越广泛的应用。 根据应用环境和要求的不同,以成像距离为依据研究了被动焦平面全功率交流辐射计机械扫描成像、被动合成孔径成像和主动阵列全息成像等三种不同的近程毫米波成像体制,主要对它们的成像系统、成像特性及其信号处理技术进行了深入分析和讨论。全文围绕提高成像质量展开,主要包括以下几个方面的内容。 1)近程毫米波成像系统的研究。为了提高成像速度,基于94GHz被动焦平面全功率交流辐射计机械扫描成像系统,设计了旋转圆楔无惯性机械扫描装置,大大提高了成像速度和质量。然后还设计了基于机械扫描的双通道被动合成孔径成像系统,系统由在水平和垂直方向上扫描的一对辐射计以及后端的信号处理系统组成,给出了系统设计参数和结构以及优化设计方案。 2)近程毫米波成像特性的研究。近程成像是本次论文的特点,也带来了不同于远场成像的独有性质。通过研究可知,在三种近程成像体制中以不同形式都存在非线性相位项,它使得系统脉冲响应变宽,所成图像幅值变低,产生模糊,对于不同的成像体制要分别采用不同方法去除它的影响。 3)近程毫米波图像恢复的研究。图像恢复和成像算法是本次论文研究的重点,主要是以成像特性为依据,研究提高成像质量的相关信号处理技术,针对三种不同的成像体制具有不同的侧重点。 对于被动焦平面全功率辐射计机械扫描成像,重点研究了点扩散函数估计和图像恢复算法,如基于盲极大似然估计算法和偏微分方程方法的图像恢复。盲极大似然估计把图像看作一个随机场,各像素之间独立同分布,可以在去除噪声的同时保持图像细节。而偏微分方程方法利用原始图像和降晰图像之间差分,采用迭代算法,有效克服图像中由于离焦产生的模糊等现象。 4)近程毫米波成像算法的研究。在能够同时得到电磁波幅值和相位信息的情况下,可以通过多种方式来进行信号处理,大大提高了系统的灵活性。 对于被动合成孔径成像,采用直角坐标系推导了成像公式,简化了表达式和相位补偿运算;在计算相关函数时提出采用多相滤波算法,有效地克制了相关函数虚部的波动;采用多种成像算法提高成像质量,如分数阶Fourier变换和Radon-Wigner变换,同时提出了基于互强度传播方程的近程成像算法,以及基于四阶累积量的孔径扩展;提出用二阶的高阶双正交Fourier变换算法提取距离信息,可以实现被动测距等。 对于主动阵列全息成像,研究基于阵列天线接收的窄带及宽带全息成像算法。全息成像能够在波数域完全补偿近程电磁波的波前球面弯曲,特别适用于超近程成像。窄带全息成像算法以Fourier变换算法为主,同时以边界元法、分布源边界点法和Helmholtz方程最小二乘法等为有益补充。还研究了宽带毫米波三维成像算法,使得目标像具有立体感,也没有焦距和焦深限制,这样可以克服离焦模糊等现象,较为真实地反映目标的物理特性。 5)高阶双正交Fourier变换(High-order Biorthogonal Fourier Transform, HBFT)的研究。HBFT是本次论文首次提出的一种全新算法,其特征是把信号在高阶调频信号组成的双正交基下展开,在这组双正交基下,对应不同参数的高阶调频信号彼此正交,因此特别适合对多分量高阶调频信号的调频参数进行估计,得到调频参数密度谱。这个算法没有交叉项,不用搜索,具有较好的性能。 通过以上研究,对近程毫米波成像中存在的主要问题进行了详细分析,同时提出了切实有效的解决方案,进而提高了成像质量,推动了成像技术的发展。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 钱嵩松,李兴国;被动毫米波成像综述[J];制导与引信;2003年04期
2 高国龙;用毫米波成像技术探测武器和爆炸物[J];红外;2002年12期
3 顾聚兴;被动式毫米波成像技术与雷达传感器技术[J];红外;2005年04期
4 顾聚兴;被动式毫米波成像技术[J];红外;2000年06期
5 徐晨,杨永杰,包志华;被动毫米波成像系统的关键技术[J];南通大学学报(自然科学版);2005年01期
6 肖泽龙;许建中;彭树生;纪如霆;;基于凸集投影算法的被动毫米波图像超分辨率恢复[J];南京理工大学学报(自然科学版);2007年03期
7 王治乐;陈旗海;张伟;;空间光学合成孔径成像系统原理与关键技术分析[J];光电工程;2006年04期
8 顾聚兴;红外成像系统与被动式毫米波成像系统:设计、分析、建模与测试[J];红外;2004年02期
9 李韧,杜慧茜,梅文博;被动式毫米波成像图像的一种增强算法[J];现代雷达;2004年10期
10 唐婧;张石状;张庆;王淑彦;;干涉合成孔径辐射计的相位误差分析[J];无线电工程;2011年09期
11 王华力,李兴国;毫米波焦平面阵列成像系统特性分析[J];南京理工大学学报;1998年03期
12 陈武凡,李超,陈和晏;空域中退化图像恢复的有效算法[J];计算机学报;1999年12期
13 樊小红,刘勇顺;基于遗传算法的交通监控图像模糊恢复[J];交通与计算机;2001年S1期
14 潘永湘,李守智,刘庆丰;多种群遗传算法在图像恢复中的应用研究[J];西安理工大学学报;2001年02期
15 邹昂,李栋栋,瞿安连;活体细胞三维荧光图像恢复中的荧光衰减补偿[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年04期
16 汪海明,赵建业,程承旗,余道衡;细胞神经网络图像恢复新方法的研究[J];计算机工程与应用;2003年08期
17 曾三友,康立山,丁立新,黄元江;一种基于正则化方法的准最佳图像复原技术[J];软件学报;2003年03期
18 陈裕权;;Endwave与SafeView着手毫米波成像项目[J];半导体信息;2003年06期
19 蒋定定,李开端,王尚强;基于遗传算法的红外图像恢复研究[J];科学技术与工程;2005年14期
20 杨杰;;小波变换在指纹图像恢复中的应用研究[J];福建电脑;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 窦文斌;;毫米波亚毫米波成像研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
2 邱景辉;王楠楠;庄重;张瑞东;;8mm波段20通道被动焦面阵成像系统研究[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
3 谭渊;袁雪林;杨勇;孙江平;袁乃昌;;基于LabVIEW的毫米波成像同步信号采集系统设计[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
4 V.P.Gorishniak;Denisiv A.G.;S.E.Kuzmin;V.N.Radzikhovsky;B.M.Shevchuk;李英方;;32通道毫米波被动成像系统[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
5 陈文颉;窦丽华;;基于改进遗传算法的一种新的图像恢复方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 许杰;关福宏;杨明辉;时翔;孙晓玮;;用于安检应用的Ka波段毫米波成像平台研究[A];2009安捷伦科技节论文集[C];2009年
7 钱太阳;万国龙;;地基微波辐射计对空中目标探测的分析[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
8 胡庆武;;基于Mask技术的图像恢复[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
9 张志国;张宇涛;刘佐星;曹培培;陈后财;孙艳桥;翟涛;;地基微波辐射计监测大气水汽和云液水分析[A];暴雨新型探测资料应用技术研讨会论文集[C];2011年
10 王耀南;王绍源;孙炜;;基于二次规划的神经网络遥感图像的恢复[A];中国图象图形科学技术新进展——第九届全国图象图形科技大会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王本庆;近程毫米波成像技术及其信号处理[D];南京理工大学;2010年
2 肖宿;贝叶斯框架下图像恢复及相关技术的研究[D];华南理工大学;2010年
3 王园宇;粉尘环境中的图像恢复研究[D];太原理工大学;2011年
4 孙莉;图像恢复中几种分裂算法的研究[D];兰州大学;2012年
5 杨奋林;图像恢复中高阶变分模型的几个有效数值方法[D];大连理工大学;2012年
6 李良超;无源毫米波成像理论与超分辨信号处理技术研究[D];电子科技大学;2009年
7 董芳芳;图像恢复与分割中的新模型及快速算法[D];浙江大学;2010年
8 李斐;相位差波前探测技术及其在图像恢复中的应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 王磊;图像恢复中的关键技术研究[D];山东大学;2010年
10 郭亮;合成孔径成像激光雷达实验与算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 欧阳宏斌;基于小波收缩框架下的总体变差模型的图像去噪[D];南京理工大学;2004年
2 纪泽栋;毫米波成像系统天线设计[D];电子科技大学;2012年
3 赵凌;图像盲恢复的算法研究[D];大连海事大学;2003年
4 黄鹤龄;并行盲图像恢复技术[D];西北工业大学;2005年
5 王楠楠;毫米波成像天线研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 李军;QR码的图像恢复和识别技术研究与实现[D];苏州大学;2010年
7 王鸿南;卫星在轨MTF测评研究及应用[D];南京理工大学;2004年
8 郑精灵;整体变分算法在图像修补中的应用[D];武汉大学;2004年
9 牛志蕾;图像恢复中的PCG算法的正则化策略[D];河北工业大学;2003年
10 王建军;有噪图像的盲恢复研究[D];大连海事大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 辽宁 徐涛;创维CTV8299彩电伴音功放块的代换[N];电子报;2002年
2 本报特约记者  王握文 本报记者 龙军;一位数学教授的生命不等式[N];光明日报;2006年
3 张九陆;最好的奥运通信触手可及[N];通信产业报;2007年
4 河南 邓少峰;加扰机时间错误引起的故障[N];电子报;2008年
5 广西 蒋建军;行变打火引发软件数据误导致“一机多病”[N];电子报;2008年
6 申柯彦;辛勤耕耘 成果丰硕[N];中国档案报;2000年
7 ;太阳紫外光谱辐射计研制成功[N];中国质量报;2003年
8 张培君;有线电视故障的自行检测[N];卫生与生活报;2005年
9 卫星总设计师 孟执中;立天之本靠可靠[N];中国航天报;2001年
10 本报记者 魏景云 陈磊;风云帐下志摩天[N];中国气象报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978