無源毫米波成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)及圖像超分辨率復(fù)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(duì)金屬的探測(cè)敏銳。毫米波的上述獨(dú)特性能使其在軍事、民用等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)輕巧等優(yōu)點(diǎn)，屬于成像探測(cè)研究領(lǐng)域的前沿課題，近年來正成為世界各國的研究熱點(diǎn)。
　　 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(diǎn)。圖像的超分辨率復(fù)原技術(shù)針對(duì)前

2、述問題，在不改變成像系統(tǒng)硬件的前提下，恢復(fù)出光學(xué)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(fù)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(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于3mm無源毫米波輻射計(jì)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(duì)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(fù)原算法、基于尺

3、度不變特征變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超分辨率復(fù)原算法。
　　 基于熵約束和凸集投影的超分辨率復(fù)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(shè)置熵差閾值，實(shí)現(xiàn)了復(fù)原過程中對(duì)圖像的整體性約束；通過設(shè)置與熵差相關(guān)聯(lián)的息差步長，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)原速度和精度的自適應(yīng)調(diào)整。毫米波圖像與光學(xué)圖像實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)算法顯著改善了復(fù)原圖像的清晰度，提高了復(fù)原速度。
　　 基于尺度不變特征變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超分辨率復(fù)原算法針對(duì)的是運(yùn)動(dòng)圖像，尤其是存在復(fù)雜