無源毫米波成像系統(tǒng)設計及圖像超分辨率復原算法研究.pdf

1、毫米波是頻譜介于微波與紅外光之間的電磁波。毫米波在云霧、煙塵中的傳輸性能突出，對金屬的探測敏銳。毫米波的上述獨特性能使其在軍事、民用等領域中得到廣泛應用。無源毫米波成像系統(tǒng)具有分辨率高、隱身與反隱身性好、結構輕巧等優(yōu)點，屬于成像探測研究領域的前沿課題，近年來正成為世界各國的研究熱點。
　　 無源毫米波成像系統(tǒng)正向著多通道、集成化的方向發(fā)展。但受制于電子工藝以及成本的限制，仍然存在成像分辨率不高的缺點。圖像的超分辨率復原技術針對前

2、述問題，在不改變成像系統(tǒng)硬件的前提下，恢復出光學衍射極限分辨率所決定的截止頻率外的信息，獲取優(yōu)于成像系統(tǒng)固有分辨率的圖像。
　　 本文首先介紹了無源毫米波成像系統(tǒng)和超分辨率復原的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。然后在分析毫米波輻射成像原理的基礎上，設計并實現(xiàn)了一套基于3mm無源毫米波輻射計和TMS320F2812型DSP的單通道饋源掃描式無源毫米波成像系統(tǒng)。針對獲取圖像存在的分辨率不足的問題，提出了基于熵約束和凸集投影的超分辨率復原算法、基于尺

3、度不變特征變換和神經(jīng)網(wǎng)絡的超分辨率復原算法。
　　 基于熵約束和凸集投影的超分辨率復原算法在經(jīng)典凸集投影算法的約束集上增加了熵約束。通過設置熵差閾值，實現(xiàn)了復原過程中對圖像的整體性約束；通過設置與熵差相關聯(lián)的息差步長，實現(xiàn)了對復原速度和精度的自適應調整。毫米波圖像與光學圖像實驗表明，改進算法顯著改善了復原圖像的清晰度，提高了復原速度。
　　 基于尺度不變特征變換和神經(jīng)網(wǎng)絡的超分辨率復原算法針對的是運動圖像，尤其是存在復雜