基于投影-切片定理的转台成像算法

在ISAR成像中,目标经过运动补偿等处理后均可看作转台目标,因此分析转台目标成像的原理和性能具有重要的意义。本文首先根据运动相对性原理,建立了转台目标回波信号模型。接着在计算机层析成像技术框架下详细推导了基于投影-切片定理的转台成像公式以及三种实现算法:二重积分法、极坐标格式算法和卷积逆投影算法,指出远场近似是投影-切片定理得以运用于转台成像的关键。最后通过MATLAB仿真实现了转台目标散射中心位置的二维重构,并从适用性和成像效果两方面,对三种实现算法进行了分析比较,所得结果可为实际应用中不同成像要求下成像算法的选择提供一定的理论依据。      

基于层析投影算法的空间旋转目标窄带雷达成像

窄带雷达受发射波形的带宽限制,距离向分辨率低,通常应用于目标检测、跟踪以及运动参数的提取.对于空间旋转类目标,窄带雷达通过对目标长时间照射,利用层析投影算法,可以实现目标散射点二维分辨.这种成像方法降低了对雷达宽带的限制,在成像体制上具有优势.本文首先阐述了基于层析投影算法的窄带雷达空间目标成像机理,推导得到窄带成像算法的分辨率,给出了散射点目标的成像试验结果,从理论和实验两方面验证了特征散射点较少的空间目标窄带成像的可行性.     

超宽带穿墙雷达成像技术研究现状

介绍了国内外超宽带穿墙雷达(Ultra Wide-Band Through the Wall Radar,UWB-TWI)装备研制现状,重点放在穿墙雷达成像算法上,包括逆散射成像算法、后向投影算法、时间反转镜方法、压缩感知成像方法等,以期为相关研究人员提供参考.     

改进后向投影算法在地质雷达混凝土裂隙成像中的应用北大核心CSCD

采用地质雷达系统对混凝土裂隙进行成像扫描,对于监测和预防混凝土内部的裂隙具有重大的意义。针对传统后向投影算法存在一定的缺陷,易受杂波干扰,得到混凝土裂隙的成像分辨率和清晰度较差,提出了一种改进后向投影算法来获得高分辨率的混凝土裂隙成像,该方法主要是采用多次累积叠加的方法对成像点之间的互相响应性进行相关分析,抑制了杂波的干扰,然后采用电磁波衰减补偿系数对所得结果进行补偿,从而提高了裂隙成像的分辨率。利用改进后向投影算法对地质雷达在地铁站的混凝土裂隙进行成像与检测,所得的结果与工程现场实测的裂隙一致,证明了改进后向投影算法在地质雷达混凝土裂隙成像中的有效性和实用性。     

一种超宽带穿墙雷达的三维成像算法研究

提出了一种应用于超宽带穿墙雷达的三维成像算法。在研究后向投影算法原理的基础上,构建了电磁波穿透介质墙的数学模型,补偿了电磁波在墙体中传播的时间延迟,推导了基于偶极子近场辐射模型的穿墙改进后向投影算法,给出了算法的实现流程。利用FDTD得到采样数据,运用算法的具体流程实现对介质墙存在下的目标进行三维成像。验证了算法的有效性,分析了墙体和目标间耦合作用对成像效果的影响。     

基于距离补偿的毫米波近场成像算法

毫米波全息成像采用远场成像的近似模型,导致最终成像质量下降。针对上述问题,提出了一种基于距离补偿的毫米波近场成像算法。该算法用近场条件下的精确模型改进了传统成像算法的近似模型,利用成像平面与天线阵元的距离进行成像补偿,然后通过最大值投影和Lee滤波进行成像。实验结果表明,与毫米波全息成像算法相比,该算法在提高图像清晰度的同时,能够保留成像目标的更多信息。     

近距离大转角目标超宽带ISAR成像

该文采用冲激体制超宽带时域方法,研究近距离大转角目标的高分辨率逆合成孔径成像,针对目标大转角带来的严重的散射点越分辨单元走动、固有的转动角度离散化带来的数据误差以及接收回波过程中的噪声污染等问题,提出了具有强鲁棒性的频域加窗滤波球后向投影算法(Windowing Filtered Spherical Back Projection, WFSBP),从几何上阐明了滤波对转动角度离散化带来的数据误差的补偿作用,分析了大转角目标成像点扩散函数,进而讨论了发射单频信号时的高分辨成像,通过仿真和实测数据进行验证,结果表明,该算法优于传统的后向投影算法,对大转角目标能得到高质量高分辨率的图像。     

利用弹头目标微动信息的两种三维散射中心提取方法

雷达目标三维散射中心提取技术广泛应用于散射特性分析、建模以及目标跟踪。结合空间机动目标的微动信息,可以间接得到雷达视角信息。本文在分析了此转化关系的基础上,提出两种三维散射中心提取方法,分别是投影方程求解法和球面拟合法。原理上,分别从代数和几何两个方向体现一维投影距离到三维空间位置的映射原理;算法上,解方程法是基于映射原理,进而求解矩阵方程来实现的;球面拟合法根据一维投影数据的球形分布规律从映射图中提取球面,过原点的直径与球面的交点即为强散射中心。GTD散射模型回波数据和暗室测量数据分别验证了这两种方法的有效性。最后,对两种方法的特点和性能进行了比较,同信噪比下,球面拟合法优于解方程法约15dB。      

基于最优区域划分的子块快速因子分解后向投影算法

后向投影(Back Projection,BP)算法具有精确聚焦、完美运动补偿等优点,适合于机载超宽带合成孔径雷达(Ultra Wide Band Synthetic Aperture Radar,UWB SAR)成像,但是巨大的计算量限制了它的实际应用。子块快速因子分解后向投影算法(Sub-Image Fast Factorized Back Projection,SIFFBP)算法大幅度减小了BP算法的计算量,提高了BP算法的实用性。本文通过分析SIFFBP算法区域划分的约束条件,提出了一种基于最优区域划分的改进算法,解决了传统SIFFBP算法在小波束积累角时加速性能下降的问题。当波束积累角小于60度或成像区域长宽相差较大时,改进算法进一步减小了计算量。仿真和实测SAR数据的成像结果验证了改进算法的性能。     

基于改进球面投影模型的鱼眼图像校正算法的研究

鱼眼镜头视角广，但鱼眼图像存在严重的桶形畸变，要使用鱼眼图像的信息就需要对鱼眼图像进行校正，球面透视投影模型的鱼眼图像校正算法原理简单、实现方便，且视觉效果改善显著，但存在丢失鱼眼图像周边物景的问题。针对此问题，提出了一种改进算法，通过引入系数来量化选定的缩小区域，再予以加权算法，有效保留图像所有信息?提高了校正图像的质量，实验结果表明在不增加算法运行时间前提下，改进算法能够有效改善鱼眼图像校正效果，有较强的实用价值。     

利用球背投影法对理想导体目标成像

本文将ＣＴ原理和雷达转台成像原理引入到近场微波成像领域。作为ＣＴ中背投影响的推广，给出了球背投影的概念，进而提出了由散射近场重建理想导体目标轮廓的球背投影法及其实现算法，计算机模拟结果表明该方法是近场微波成像系统的一种有效方法。     

脉冲探地雷达的快速BP算法

基于脉冲探地雷达的后向投影（back-projection,BP）成像算法在处理大宗数据时由于运算量大而使得计算效率较低。文中在传统BP算法的基础上提出了一种快速后向投影（fast back-projection,FBP）成像算法,并以单个点目标和多个点目标的成像为例,将该算法应用于脉冲探地雷达的成像,其计算效率较传统的BP算法有显著提高,而且理论推导和仿真结果均表明,FBP算法的成像质量与传统BP算法相近,从而得出了FBP算法的优越性。     

一种完全映射近场成像方法

使用传统映射近场成像方法得到的目标像,其边缘存在位置偏差.本文提出了一种完全映射方法来矫正近场像克服了这一问题.利用驻定相位法,从成像公式推导出近场像映射关系.分别采用弧形映射方法、广义相干处理法(ECP法)、球面卷积反投影法(SBP法)及本文方法对近场点阵散射仿真数据进行成像处理,比较这几种种方法的成像效果及计算速度.从计算结果可以看出,完全映射法是一种高效的近场成像方法,可以准确得到近场像,同时又有较快的处理速度.     

Near-field imaging for conducting objects

A spherical back-projection algorithm is proposed to reconstruct near-field microwave images of conducting objects. In this imaging scheme, the object is mounted on a rotating pedestal and its backscattered near field is measured at discrete-frequency steps. Implementation of the method consists of first estimating the spherical projection (or range profile) at each aspect by inverse Fourier transforming the range-corrected scattered near field, and then coherently spherically back-projecting the range profiles into the image plane. The images are interpreted and predicted based on the procedure of the spherical back-projection method, and numerical and experimental results are presented to verify the effectiveness of the proposed algorithm     

大孔径下目标散射中心方向特性的提取

在大孔径成像的条件下，目标上散射中心的等方向性模型将不再适用。目标散射中心的方向性是与其散射结构相联系的，此时散射中心的方向性成为目标的一个重要特征。文中将滤波逆投影算法与子孔径思想相结合，提出了一种提取目标散射中心方向特性的方法。该方法具有计算简单、运算量少的优点，从而为进一步的目标特征提取和目标识别提供了更多的信息。仿真试验验证了该方法的有效性。     

基于小波的图像重建算法研究

本文对小波理论在图像重建中的应用进行了回顾，着重分析了小波理论在滤波反投影算法中的具体算法，分别从一维小波变换和三维小波变换进行了详述。最后对小波在该领域内的发展和前景做了总结。     

基于后向投影的目标实时跟踪系统设计

设计一种基于DSP-TMS320VC5416与FPGA的实时图像跟踪系统.该系统首先采用FPGA实现对图像数据的3×3中值滤波,滤波后数据采用乒乓操作的方式传输给DSP处理器.在跟踪算法上采用了直方图作为目标特征,使用直方图后向投影方法实现对动态目标的跟踪.采用浮点数定点化处理,提高了算法的运行速度.实际结果应用表明:该系统具有良好的实时性与稳定性.     

结合直方图反投影的多特征运动阴影检测算法

针对视频监控中运动阴影影响目标检测跟踪准确性的问题,提出一种结合直方图反投影的多特征运动阴影检测算法。首先利用背景减除法,得到前景区域并进行初步筛选;然后在背景区域建立亮度、颜色、梯度特征的联合直方图,以反投影的方式投影到前景区域得到运动阴影概率图;最后结合空间一致性和滞后阈值,对概率图进行分割得到运动阴影区域。与典型算法进行对比的实验结果表明,本文算法能够有效区分阴影与目标,适用于实时的运动目标检测与跟踪。     

基于稀疏表征的图像超分辨算法研究

超分辨率图像恢复的目的是由低分辨率图像得到高分辨率图像,通常需要多幅或者一系列连续低分辨率图像．在有限的条件下很难得到。针对单幅图像超分辨问题,结合当前比较先进的稀疏表征方法,利用训练集图像的先验信息．对单幅图像进行超分辨率恢复。结合当前先进的基于稀疏表征的超分辨算法,采用误差反投影方法,提出一种改进的算法．对超分辨率...     

基于FBP的迭代算法研究

在用传统的滤波反投影算法（FBP）重建图像时,往往不可避免地出现许多伪影。为了减少伪影,论述了一种基于FBP的迭代算法,此处投影采用平行光束。算法分为三个过程,第一个过程采用FBP算法重建图像,第二个过程将重建后的图像再次投影并与第一次的投影做外差并将此差值做反投影获得改进量,第三个过程将改进量与第一次重建的图像相加获得修正后的图像,重复该过程。多次迭代后图像膺像明显减少,图像质量增强。