毫米波圖像多幀超分辨處理算法研究.pdf

1、無源毫米波探測技術利用目標與背景的輻射特性差異實現(xiàn)成像，在軍事偵察、反恐維穩(wěn)、飛機著陸等領域具有重大應用價值。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在不改變成像系統(tǒng)硬件設計的前提下，有效地提高獲取圖像的分辨率，現(xiàn)已成為在軍民用領域均具有重要應用前景的熱門前沿技術。本論文在國家自然科學基金重點項目和面上項目的共同支持下，圍繞無源毫米波圖像多幀超分辨處理技術進行了深入研究，具體包括以下內容：
　　1、分析無

2、源毫米波成像系統(tǒng)的工作原理和圖像降質過程，在亞像元處理技術基礎上，給出了無源毫米波多幀成像系統(tǒng)的數(shù)學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、針對基于統(tǒng)計優(yōu)化的乘性迭代超分辨復原算法僅適用于單幀圖像的局限，在多維隨機變量獨立同分布假設下，采用“單像素”法推導聯(lián)合條件概率密度函數(shù)，有效地對算法進行了多幀改進，在解頻譜混疊的同時實現(xiàn)高頻分量外推。
　　3、針對噪聲條件下傳統(tǒng)擴展相位相關方法峰值點及其鄰近

3、脈沖易受干擾，運動參數(shù)計算出現(xiàn)偏差的問題，從無源毫米波圖像的背景噪聲統(tǒng)計特性出發(fā)，采用基于IDFT的相位相關局部重采樣亞像素級微位移檢測算法，有效地提高了不同噪聲背景下亞像素級運動參數(shù)的檢測精度。
　　4、針對MBFR超分辨重建算法中，高分辨率圖像尺度和小波系數(shù)計算的有效性依賴于正則參數(shù)這一問題，研究了迭代計算正則參數(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、重建結果。
　　5、針對多幀超分辨重建過程中小波域優(yōu)良的先驗信息未能有效利用的問題，采用廣義高斯先驗模型，結合共軛梯度方法收斂速度的優(yōu)勢，研究了小波域共軛梯度多幀超分辨復原算法。通過有效地結合ICRP算法，解決了重建與復原過程的割裂，能夠在提高圖像分辨率的同時擴大頻譜外推的范圍。
　　通過仿真實驗和對實測圖像數(shù)據(jù)的研究分析，驗證了基于統(tǒng)計優(yōu)化和小波變換的多幀超分辨復原算法能夠有效地實現(xiàn)對序列圖像亞像素信息的融合，完成高分辨率