毫米波圖像多幀超分辨處理算法研究.pdf

1、無源毫米波探測(cè)技術(shù)利用目標(biāo)與背景的輻射特性差異實(shí)現(xiàn)成像，在軍事偵察、反恐維穩(wěn)、飛機(jī)著陸等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用價(jià)值。但是，現(xiàn)有無源毫米波成像系統(tǒng)分辨率難以滿足需求。多幀超分辨處理技術(shù)在不改變成像系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的前提下，有效地提高獲取圖像的分辨率，現(xiàn)已成為在軍民用領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用前景的熱門前沿技術(shù)。本論文在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目的共同支持下，圍繞無源毫米波圖像多幀超分辨處理技術(shù)進(jìn)行了深入研究，具體包括以下內(nèi)容：
　　1、分析無

2、源毫米波成像系統(tǒng)的工作原理和圖像降質(zhì)過程，在亞像元處理技術(shù)基礎(chǔ)上，給出了無源毫米波多幀成像系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型以及低分辨率圖像映射在高分辨率網(wǎng)格上的非均勻采樣形式。
　　2、針對(duì)基于統(tǒng)計(jì)優(yōu)化的乘性迭代超分辨復(fù)原算法僅適用于單幀圖像的局限，在多維隨機(jī)變量獨(dú)立同分布假設(shè)下，采用“單像素”法推導(dǎo)聯(lián)合條件概率密度函數(shù)，有效地對(duì)算法進(jìn)行了多幀改進(jìn)，在解頻譜混疊的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高頻分量外推。
　　3、針對(duì)噪聲條件下傳統(tǒng)擴(kuò)展相位相關(guān)方法峰值點(diǎn)及其鄰近

3、脈沖易受干擾，運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算出現(xiàn)偏差的問題，從無源毫米波圖像的背景噪聲統(tǒng)計(jì)特性出發(fā)，采用基于IDFT的相位相關(guān)局部重采樣亞像素級(jí)微位移檢測(cè)算法，有效地提高了不同噪聲背景下亞像素級(jí)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的檢測(cè)精度。
　　4、針對(duì)MBFR超分辨重建算法中，高分辨率圖像尺度和小波系數(shù)計(jì)算的有效性依賴于正則參數(shù)這一問題，研究了迭代計(jì)算正則參數(shù)（ICRP-MBFR）的無源毫米波高分辨率圖像小波系數(shù)求解算法。在一定幀數(shù)的低分辨率序列圖像情況下，能夠獲得較好的

4、重建結(jié)果。
　　5、針對(duì)多幀超分辨重建過程中小波域優(yōu)良的先驗(yàn)信息未能有效利用的問題，采用廣義高斯先驗(yàn)?zāi)Ｐ?，結(jié)合共軛梯度方法收斂速度的優(yōu)勢(shì)，研究了小波域共軛梯度多幀超分辨復(fù)原算法。通過有效地結(jié)合ICRP算法，解決了重建與復(fù)原過程的割裂，能夠在提高圖像分辨率的同時(shí)擴(kuò)大頻譜外推的范圍。
　　通過仿真實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)測(cè)圖像數(shù)據(jù)的研究分析，驗(yàn)證了基于統(tǒng)計(jì)優(yōu)化和小波變換的多幀超分辨復(fù)原算法能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)序列圖像亞像素信息的融合，完成高分辨率