无源毫米波实时成像PNL超分辨算法

投影Landweber (projected Landweber, PL)算法具有良好的频谱外推能力,能够应用于低信噪比降晰图像,是一种适合无源毫米波成像的超分辨算法。但其缺点是收敛速度缓慢,运算量不稳定,难以满足实时性要求。针对实时性问题,提出一种投影Newton Landweber (projected Newton Landweber, PNL)超分辨算法,首先使用Newton求逆法得到粗恢复图像,然后运用PL算法对图像做精细恢复。实验结果表明,该算法显著提高了收敛速度,图像恢复质量接近PL算法的性能。     

弹载毫米波聚束SAR对地面目标成像研究

与机载合成孔径雷达 (SAR)对地面目标成像不同 ,弹载SAR具有平台运动速度快、非匀直运动和大斜视角 3大特点 ,对成像算法的实时性、运动补偿的精度和方位分辨率都提出了更高的要求。针对弹载毫米波聚束合成孔径雷达对地面目标成像的特点 ,讨论了成像的分辨率和雷达脉冲重复频率的选取等主要问题 ,提出了一种包络对齐、相位校准和非匀速运动补偿相结合的成像运动补偿方案 ,给出了基于线性谱外推技术的超分辨谱估计图像重建算法。仿真实验的结果证明了该算法的有效性     

ESPRIT超分辨ISAR成像

提高图像分辨率一直是ＩＳＡＲ研究的重要内容,常规的ＩＳＡＲ成像算法在这方面存在着不足。将普遍运用于方向估计中的旋转不变参数估计技术（ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆＳｉｇｎａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｖｉａＲｏｔａｔｉｏｎａｌＩｎｖａｒｉａｎｃｅＴｅｃｈｎｉａｑｕｅｓ,ＥＳＰＲＩＴ）与ＩＳＡＲ成像的基本原理相结合,提出了ＥＳＰＲＩＴ超分辨ＩＳＡＲ成像算法。从实验结果看,这种超分辨算法显著提高了图像分辨率。     

近程毫米波全息成像算法

针对近程目标毫米波成像过程中由于相位干涉而导致成像分辨率下降的问题,把全息成像算法引入到近程毫米波成像。该算法通过电磁波从空间域到波数域的转换,针对电磁波的波前球面弯曲,在空间波数谱上有效调整各阵元信号的相位,使之同相相加,从而有效抑制干涉效应,提高成像分辨率。以上算法对目标尺寸有一定的限制,对于大尺寸目标的成像,提出了波数域外推算法,通过对测量面和源面的合理外推及截取,有效抑制了卷绕效应和Gibbs效应,同样提高成像质量。     

超完备稀疏表示的图像超分辨率重构方法

为改善单帧退化图像的分辨率,提出一种基于超完备字典稀疏表示的图像超分辨率重构方法。该方法的核心是构建信号自适应的超完备字典对及计算图像关于对应字典的稀疏表示。为降低在训练过程中构建超完备字典对的复杂性,采用学习低分辨率字典而数值计算高分辨率字典的方法,待超分辨图像应用正则正交匹配追踪的稀疏表示算法求解关于字典的稀疏表示,并联合高分辨率字典实现超分辨率重构。实验表明,该方法与其他类似算法相比,字典训练和超分辨测试的速度都有显著提高,实验图像的峰值信噪比改善3.3 dB,框架相似性提高0.09。本方法可应用于单帧模糊图像的高倍率的超分辨率重构,有效地提高了图像的分辨率水平。     

基于APES的超分辨广域成像算法

多普勒波束锐化(Doppler beam sharpening, DBS)技术可以快速地对广阔地面场景进行成像,但存在成像分辨率不高的问题。简单介绍了DBS的成像原理,建立了方位向超分辨的信号模型,并在此基础上提出一种新的超分辨广域成像算法。该算法将脉压后的回波信号建模为一系列不同多普勒频率散射点的叠加,利用幅度相位估计(amplitude and phase estimation, APES)方法对脉压后的数据进行多普勒分析,进行方位向的成像。仿真结果与实测数据表明,所提算法可以获得清晰的广域超分辨图像。     

一种有效的二维MUSIC超分辨SAR成像算法

多重信号分类(MUSIC)方法是一种高分辨率到达角(DOA)估计方法,将MUSIC方法应用于合成孔径雷达(SAR)可以很好地提高图像质量。提出了一种简单有效的2D MUSIC超分辨成像算法,该方法对已聚焦的SAR图像进行处理,减小了处理过程的复杂性,并结合幅度估计完成超分辨率图像重建。实验结果验证了这种超分辨率方法的有效性。     

基于联合聚焦/超分辨贝叶斯模型的雷达目标超分辨重建

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)、逆合成孔径雷达(inverse SAR, ISAR)等雷达目标图像,提出了一种基于联合聚焦/超分辨贝叶斯模型的超分辨重建方法。该方法基于联合聚焦/超分辨和点扩散函数参数模型,采用Metropolis-Hastings迭代更新算法,产生一系列描述目标散射截面和散焦参数概率分布特征的样本,从而估计出最佳目标散射截面元和散焦参数,实现低分辨率图像的超分辨重建。以合成与实测图像数据为例,对该超分辨方法进行了演示并给出了重建结果。实验表明,本文提出的方法对雷达目标图像重建效果良好,可用于SAR、ISAR及实波束成像等雷达图像目标信息的开发。     

末制导合成孔径雷达信号分析及成像处理

研究了末制导合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）宽波束高分辨率成像问题,提出一种基于频谱分析的算法。将初始距离相同的目标作为多普勒分辨的处理对象,建立成像几何模型,分析了回波相位、方位分辨率、距离徙动。将波束照射区域分为若干方位角带,针对每一方位角带,采用相应参数进行距离徙动校正、二次相位补偿和频谱分析,根据各处理结果,合成波束照射区域内所有目标的高分辨率图像。给出了算法流程,仿真实验验证了算法的有效性。     

基于盲均衡的超分辨率图像重建

超分辨率图像的重建是指从一组低分辨率图像重建出更高分辨率的图像。提出采用盲均衡与凸集投影的方法估计成像系统的冲激响应 ,并实现超分辨率图像的重建。这种图像重建算法不需要了解关于帧间运动模式与帧内模糊类型的先验知识 ,因而更接近实际应用的要求。模拟实验的结果表明了该算法的良好性能     

Super-resolution processing of passive millimeter-wave images based on conjugate-gradient algorithm

This paper designs a 3 mm radiometer and validate with experiments based on the principle of passive millimeter wave (PMMW) imaging. The poor spatial resolution, which is limited by antenna size, should be improved by post data processing. A conjugate-gradient (CG) algorithm is adopted to circumvent this drawback. Simulation and real data collected in laboratory environment are given, and the results show that the CG algorithm improves the spatial resolution and convergent rate. Further, it can reduce the ringing effects which are caused by regularizing the image restoration. Thus, the CG algorithm is easily implemented for PMMW imaging.     

修正的垂直航向运动补偿算法

机载毫米波高分辨合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)对运动补偿的精度要求很高。当前运动补偿算法在运动误差或斜视角大时对毫米波高分辨斜视SAR垂直航向运动误差补偿效果不明显。文中提出了一种修正的垂直航向运动补偿算法,通过先补偿包络和相位,然后产生一个附加的沿航向速度, 该附加沿航向速度和原始的沿航向运动误差一起补偿。毫米波高分辨斜视SAR仿真结果表明,所提方法在30°斜视角时仍能较好补偿垂直航向运动误差,补偿效果显著优于已有算法, 实测数据成像结果也进一步验证了所提方法的正确性和有效性。     

主动式毫米波近距离圆柱扫描三维成像系统

针对主动式毫米波近距离圆柱扫描三维成像系统在人体安检中的应用,研究了该体制成像系统下的重构算法,给出了该系统中信号的带宽、采样准则以及在三维直角坐标系下的系统分辨率评估方法。基于微波暗室条件下获取的高质量回波数据验证了该体制成像系统理论上的正确性,并在此基础上搭建了高速的主动式毫米波近距离圆柱扫描三维成像人体安检系统,验证了该体制成像系统在人体安检领域应用的可行性和检测能力的有效性。     

毫米波高分辨率脉冲雷达信号模拟器研究

本文讨论了一种毫米波高分辨率脉冲雷达信号模拟器的设计和实现。用计算机模拟产生毫米波脉冲雷达在各种环境下的视频回波信号,通过高速D/A转换器将模拟结果直接转换成实时雷达视频回波信号。实验结果表明,该模拟器具有真实性好、实时、高分辨率、参数更改方便和可靠性高等特点,可满足毫米波脉冲雷达的测试需要,并可做其它波段的高分辨率脉冲雷达信号处理系统的信号源。     

装甲目标3 mm波段辐射亮温的平缓解

毫米波辐射计的无源被动探测技术具有很强的隐蔽性和很好的抗干扰性能,因此被应用于反装甲导弹和灵巧弹寻的制导等领域。为从测得的天线温变数据或天线温度分布函数中反演出目标的亮温分布,以有效地探测与识别目标,必须采用适应的反演方法得到尽可能好的反演解或与精确值相近的近似解。从样条空间出发给出了毫米波目标辐射亮温的平缓解,即一阶微分内积最小的解,并将其应用于毫米波辐射探测中。     

LFMCW毫米波雷达目标运动的补偿与鉴别

本文针对宽带LFMCW毫米波雷达工作体制和制导应用背景,提出了一种用于高速运动平台对目标的运动进行补偿和鉴别的新方法。文中首先建立了运动目标在毫米波宽带线性调频连续波激励下的响应方程,然后给出了一维距离剖面像的运动补偿算法以及从运动杂波背景中鉴别运动与静止目标的方法,最后给出了计算机仿真结果,表明了本文方法的有效性。     

Super-resolution processing of passive millimeter-wave images based on adaptive projected Landweber algorithm

Passive millimeter wave （PMMW） images inherently have the problem of poor resolution owing to limited aperture dimension. Thus, efficient post-processing is necessary to achieve resolution improvement. An adaptive projected Landweber （APL） super-resolution algorithm using a spectral correction procedure, which attempts to combine the strong points of all of the projected Landweber （PL） iteration and the adaptive relaxation parameter adjustment and the spectral correction method, is proposed. In the algorithm, the PL iterations are implemented as the main image restoration scheme and a spectral correction method is included in which the calculated spectrum within the passband is replaced by the known low frequency component. Then, the algorithm updates the relaxation parameter adaptively at each iteration. A qualitative evaluation of this algorithm is performed with simulated data as well as actual radiometer image captured by 91.5 GHz mechanically scanned radiometer. From experiments, it is found that the super-resolution algorithm obtains better results and enhances the resolution and has lower mean square error （MSE）. These constraints and adaptive character and spectral correction procedures speed up the convergence of the Landweber algorithm and reduce the ringing effects that are caused by regularizing the image restoration problem.     

Super-resolution processing of passive millimeter-wave images based on adaptive projected Landweber algorithm

Passive millimeter wave(PMMW)images inherently have the problem of poor resolution owing to limited aperture dimension.Thus,efficient post-processing is necessary to achieve resolution improvement.An adaptive projected Laadweber(APL)super-resolution algorithm using a spectral correction procedure,which attempts to combine the strong points of all of the projected Landweber(PL)iteration and the adaptive relaxation parameter adjustment and the spectral correction method,is proposed.In the algorithm,the PL iterations are implemented as the main image restoration scheme and a spectral correction method is included in which the calculated spectrum within the passband is replaced by the known low frequency component.Then,the algorithm updates the relaxation parameter adaptively at each iteration.A qualitative evaluation of this algorithm is performed with simulated data as well as actual radiometer image captured by 91.5 GHz mechanically scanned radiometer.From experiments,it is found that the super-resolution algorithm obtains better results and enhances the resolution and has lower mean square error(MSE).These constraints and adaptive character and spectral correction procedures speed up the convergence of the Landweber algorithm and reduce the ringing effects that are caused by regularizing the image restoration problem.