毫米波輻射成像的超分辨率分析

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1、武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第1頁摘要毫米波是介于微波與紅外光譜之間的電磁波。毫米波探測技術(shù)具有指向性好、抗干擾能力強(qiáng)、探測性能好、區(qū)別金屬目標(biāo)和周圍環(huán)境的能力強(qiáng)等突出特點(diǎn)。在毫米波探測技術(shù)中,毫米波輻射成像由于能獲取目標(biāo)的直觀形狀特征或基本結(jié)構(gòu)等豐富的目標(biāo)信息,而成為研究熱點(diǎn)。毫米波成像系統(tǒng)存在著分辨率不高以及靈敏度較低等不足。隨著毫米波成像技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,對毫米波圖像質(zhì)量的要求也不斷提高。超分辨率算法可以在不改變現(xiàn)有成像系統(tǒng)的硬件條件下,恢復(fù)出光學(xué)衍射極限分辨率所決定的截止頻率以外的信息,形成空間分辨率更高的清晰圖像,因此近年來這一技術(shù)受到廣泛重視。本文首先介紹了毫米波輻

2、射成像技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景,概述了圖像超分辨率技術(shù)的研究現(xiàn)狀。然后對毫米波成像系統(tǒng)的基本原理進(jìn)行分析,討論毫米波圖像退化的原因,由此引入毫米波圖像的超分辨率處理方法的研究。在眾多的超分辨率處理方法中,空域方法具有很強(qiáng)的包含空域先驗(yàn)約束的能力,適用范圍較廣,因此本文重點(diǎn)研究目前主流的幾種空域方法,分析不同方法所具有的不同的作用、優(yōu)勢及限制條件。針對毫米波輻射成像的觀察模型,基于對不同的超分辨率算法的分析,本文提出先對低分辨率圖像進(jìn)行自適應(yīng)濾波,去除觀察模型中的加性噪聲,提高低分辨率圖像的質(zhì)量,進(jìn)而使用改進(jìn)的小波雙線性插值對其進(jìn)行插值得到尺寸加倍的圖像,然后以此圖像作為POCS算法

3、的初始圖像進(jìn)行凸集投影修正,修正過程基于點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和噪聲的統(tǒng)計(jì)特性。在修正過程中,對于被多個(gè)低分辨率像素點(diǎn)對應(yīng)的PSF影響的高分辨率像素點(diǎn)并不是立即修正,而是記錄各次的修正值,最后求得均值作為最終的修正值,從而綜合考慮了觀察圖像前后點(diǎn)PSF對預(yù)估圖像對應(yīng)像素點(diǎn)的共同作用,減小了后面的修J下對前面修正的影響。對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法比傳統(tǒng)的插值算法、小波雙線性插值法、改進(jìn)的小波雙線性插值法效果好,能夠有效地提高超分辨率圖像的峰值信噪比且所得的超分辨率圖像主觀質(zhì)量較好,對于毫米波圖像能取得較好的處理結(jié)果。關(guān)鍵詞:毫米波輻射成像;超分辨率;凸集投影;小波雙線性插值;自適應(yīng)維納

4、濾波第1I頁武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractMillimeter-wave(MMW)iStheelectromagneticwavebet、)l,eenmicrowaveandinfraredray.MMWdetectivetechnologyhaswelldirectivity,stronganti-interferenceability,gooddetectionperformance,andcoulddistinguishmetaltargetsandenvironmentcommendably.MMWradiometricimagingisaMMWdetecti

5、vetechnologythatcouldobtainabundantinformationaboutintuitionisticconfigurationofobjects.Consequently,millimeter-waveimaginghasbecomearesearchfocusinrecentyears.Millimeter-waveimagingsystemshaveproblemsinlowspatialresolutionandpoorsensitivity.Asmillimeter-waveimagingtechnologybeingusedmoreand

6、moreextensively,therequirementwithqualityofmillimeter-waveimageshasenhanced.Super-resolutionalgorithmscouldresumetheinformationoutofcut-offfrequencytogethigherspatialresolutionandplainimageundertheconditionofpresenthardware.111eresearchofsuperresolutionformillimeter-waveimageisvaluable.Thisp

7、aperintroducesthedevelopmentandapplicationprospectofmillimeter-waveimagingtechnology,andsummarizestheresearchstatusofsuper-resolutionalgorithmsfirstly.Thenanalyzesthebasicprincipleofmillimeter-waveimaginganddiscussesthereasonsforimagedegenerationin

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