小波离散点插值处理在综合孔径微波辐射计中的应用

土壤湿度和海水盐度是影响全球气候和水体循环的重要因素,但是对土壤湿度和海水盐度的测量都需要较低的微波测量频率,这时天线孔径和空间分辨率的矛盾就更加突出,而应用综合孔径微波辐射计就是在减小天线孔径和重量的前提下提高空间分辨率的一项新兴的被动微波遥感技术。综合孔径微波辐射计测量的是视场范围内亮温分布对于天线阵中不同基线的干涉天线单元之间的可见度函数分量,根据测得的可见度函数可以反演得到亮温图像。在综合孔径微波辐射计设计中,天线阵列设计和成像反演算法是两项关键技术。提出一种基于小波变换的离散点插值方法,它对二维综合孔径微波辐射计的Fourier成像反演算法进行了修正处理。     

综合孔径微波辐射计的技术发展及其应用展望

介绍了综合孔径微波辐射计成像的基本原理, 回顾了干涉式综合孔径技术在过去十余年间的发展历程, 较详细地介绍并分析了目前世界上已有或在研的综合孔径微波辐射计系统, 其中包括美国的ESTAR 及其2D2STAR , GeoSTAR 计划, 欧空局SMO S 计划上的主载荷MIRAS, 芬兰赫尔辛基技术大学的HUT 22D, 以及中科院空间中心研制的C 波段及X 波段综合孔径微波辐射计等。最后, 对干涉式综合孔径技术的应用前景作了简要介绍与展望。     

基于宽波束激励的高帧频超声成像方法研究

超声成像的帧频是影响超声成像应用的一个关键因素,成像系统的帧频决定了系统捕捉运动组织的能力,如3D成像、心脏成像、彩色多普勒等。传统超声成像采用延迟聚焦方法可获得较好的图像,但成像帧频较低。目前提高超声成像帧频主要有平面波成像和宽波束激励成像两种方法。平面波成像是通过激励所有阵元同时发射并同时接收超声波,虽在帧频上获得了显著提高,但由于它使用非聚焦技术,分辨率的提高仍然比较有限,特别是当要维持较高帧率而使用较少的扫描角度时,得到的图像质量仍然不高。宽波束成像技术利用多阵元同时发射超声波、远点聚焦、动态实现孔径变迹等方法可极大地提高图像的帧频、均匀性和空间分辨率。文章通过美国 Verasonics公司 V-1数据采集系统采集宽波束数据,进行波束合成建立宽波束超声图像,并与平面波成像和传统聚焦成像技术进行了对比和分析。实验结果表明,相较于平面波成像和传统聚焦成像方法,宽波束成像具有更好的横向分辨率和轴向分辨率,且可获得比传统聚焦方法更高的帧频。     

一种新型的OCT成像方案设计及其应用

光学相干层析成像(OCT)技术是一种对物体进行层析成像的新技术,它能时高散射介质如生物组织实施非侵入式的快速成像.传统的OCT系统通常采用点扫描方式获取二维图像,其速度较慢,限制了系统的实时探测.本文设计了一种高速的的OCT成像技术方案,以线扫描方式代替点扫描,使系统一次成像横向扫描范围可以达到1mm,纵向分辨率达到8um.有效提高了系统的成像速度和分辨率.     

干涉成像光谱遥感技术发展与应用

干涉成像光谱技术是遥感技术与应用的前沿与热点,因其高通量、高光谱分辨率和高成像稳定性等特点带来的巨大应用潜力而受到各国的普遍重视。从干涉成像光谱技术基本原理出发,系统回顾并评述干涉成像光谱数据在光谱复原、定标、大气校正三方面的主要进展,同时对国内外干涉型成像光谱仪的发展与应用加以介绍,指出基于HJ\|1A超光谱成像仪开展相关工作是加快我国干涉成像光谱技术发展的有效途径。     

干涉式被动微波成像仪二维频谱特征及误差分析

干涉式被动微波成像仪(干涉式综合孔径微波辐射计)利用不同距离的干涉天线对形成的基线对视场范围内亮温分布的空间频谱进行采样,进而反演得到亮温图像。首先介绍了干涉式被动微波成像仪的基本工作原理,在此基础上分析了空间图像的二维频谱特征,并能利用这些特征从采样频谱中初步分析出原始亮温中的某些特殊分布,证实了在反演亮温存在明显振荡的情况下,可以从振荡方向判断存在误差的基线的大致位置。还分析了成像仪的天线位置误差、信道的幅度和相位误差以及天线方向图误差对反演亮温的影响及特点。这些分析将为从反演图像判断干涉式被动微波成像仪误差类型和来源提供重要的判别依据,并为后续的反演图像增强算法的设计提供重要的参考。     

机载8毫米成像微波辐射计图像预处理

机载8毫米成像微波辐射计以中国海监飞机为平台,是国家863计划课题《航空遥感多传感器集成与应用技术系统》中的重要传感器之一,主要用于海洋溢油与海冰参量监测。微波辐射计图像处理技术为溢油体积、海冰厚度等信息特征的提取提供了依据,解决微波辐射计图像空间分辨率与温度分辨率相互制约问题,提高图像空间分辨率,并保持目标边缘清晰。对机载8毫米成像微波辐射计飞行实验数据的分析以及图像预处理方法作了详细介绍,并且获取到预期的航空遥感图像,对今后进一步的辐射计图像处理打下良好的基础。     

基于LabVIEW的太赫兹二维扫描成像系统设计

采用LabVIEW语言设计的透射式单频太赫兹二维扫描成像系统,选择基频为140 GHz的太赫兹源发射连续的太赫兹波,调用平移台驱动器和锁相放大器的LabVIEW功能函数,实现了待成像样品的逐点二维移动和太赫兹信号的幅值数据读取,对样品位置及其对应的幅值信息进行图像重构与灰度处理,完成了太赫兹二维快速扫描成像的设计。使用基频140 GHz和3倍频420 GHz作为太赫兹成像源,对网孔钢板和十字板两个样品进行成像实验,验证了所设计本系统的成像效果的有效性和可行性。实验结果表明:420 GHz辐射源的成像分辨率高,成像分辨率主要与样品的扫描步进和太赫兹源波长有关。     

毫米波多波束介质透镜天线设计

研究优化天线设计问题,针对被动毫米波成像的需求,要求天线对目标实时扫描成像.传统结构的渐变缝隙天线性能和扫描成像数据率低,效果差.为解决上述问题,提出一种新结构,采用褶皱边缘和缝隙加偶极子的新型渐变缝隙天线作为透镜天线的馈源,以斜角微带-槽线过渡结构对渐变缝隙天线馈电,并利用三维电磁场仿真软件仿真设计了具体尺寸参数,并测试了相关结果.优化仿真得到了阵列馈源介质透镜多波束天线设计的关键参数和辐射方向图.最后进行仿真,结果表明,所设计的天线能很好的满足被动毫米波成像系统的需求.     

全极化微波辐射计扫描目标成像方法研究

微波辐射计是被动遥感仪器,对人体无害,这使其对人体辐射信息成像具有很大的优势。全极化微波辐射计可以通过测量目标的4个Stokes参数得到目标的全部极化信息,这对人体亮度温度分布的测量和分析是一种有效的补充,使全极化辐射计在医学方面的应用成为可能。基于上位机软件控制的二维扫描平台,设计出一套软件控制与成像方法,控制全极化辐射计对目标进行平面扫描,得到目标的辐射亮温图像。使用37GHz的全极化辐射计进行在近场条件下的人体扫描成像实验,得到了T_v、T_h、T_3、T_44个通道的人体量温图像,验证了全极化微波辐射计扫描人体成像方案的可行性。     

基于时空联合性的无线传感网覆盖采样技术

覆盖采样作为无线传感器网络领域的一个基本问题,已经得到了广泛研究。但是目前研究大多只考虑空间覆盖性和网络生存周期等因素,并没有从实用的角度考虑覆盖区域的时空域覆盖特性。本文以综合考虑空间域和时间域为研究视角,提出了一种新型的以应用为导向的覆盖率指数,研究了一种基于时空联合性的无线传感网覆盖采样机制。最后通过时空覆盖率与事件侦测率指标两个指标进行了验证。     

Simultaneous estimation of super-resolved scene and depth map from low resolution defocused observations

This paper presents a novel technique to simultaneously estimate the depth map and the focused image of a scene, both at a super-resolution, from its defocused observations. Super-resolution refers to the generation of high spatial resolution images from a sequence of low resolution images. Hitherto, the super-resolution technique has been restricted mostly to the intensity domain. In this paper, we extend the scope of super-resolution imaging to acquire depth estimates at high spatial resolution simultaneously. Given a sequence of low resolution, blurred, and noisy observations of a static scene, the problem is to generate a dense depth map at a resolution higher than one that can be generated from the observations as well as to estimate the true high resolution focused image. Both the depth and the image are modeled as separate Markov random fields (MRF) and a maximum a posteriori estimation method is used to recover the high resolution fields. Since there is no relative motion between the scene and the camera, as is the case with most of the super-resolution and structure recovery techniques, we do away with the correspondence problem.     

基于频谱能量的指纹分类

指纹分类是自动指纹识别系统中的关键技术,但目前的算法对低质量的指纹图像的分类还存在较大的误差.为了能够对低质量的指纹图像进行准确分类,提出了一种基于频谱能量的指纹分类,首先对分块的指纹图像进行傅立叶变换,然后根据频谱图中能量的分布特点得到指纹图像的方向图,提取core点周围的指纹图像的方向向量作为该指纹图像的特征向量.最后使用K近邻分类器和最小距离分类器对输入指纹进行分类.在NIST-4指纹数据库上的实验结果表明了算法的有效性,分类正确率达到94.1%,且算法速度比同类算法有较大的提高.     

Superresolution modeling using an omnidirectional image sensor

Recently, many virtual reality and robotics applications have been called on to create virtual environments from real scenes. A catadioptric omnidirectional image sensor composed of a convex mirror can simultaneously observe a 360-degree field of view making it useful for modeling man-made environments such as rooms, corridors, and buildings, because any landmarks around the sensor can be taken in and tracked in its large field of view. However, the angular resolution of the omnidirectional image is low because of the large field of view captured. Hence, the resolution of surface texture patterns on the three-dimensional (3-D) scene model generated is not sufficient for monitoring details. To overcome this, we propose a high resolution scene texture generation method that combines an omnidirectional image sequence using image mosaic and superresolution techniques.     

Adaptive 3-D object recognition from multiple views

The authors address the problem of generating representations of 3-D objects automatically from exploratory view sequences of unoccluded objects. In building the models, processed frames of a video sequence are clustered into view categories called aspects, which represent characteristic views of an object invariant to its apparent position, size, 2-D orientation, and limited foreshortening deformation. The aspects as well as the aspect transitions of a view sequence are used to build (and refine) the 3-D object representations online in the form of aspect-transition matrices. Recognition emerges as the hypothesis that has accumulated the maximum evidence at each moment. The `winning' object continues to refine its representation until either the camera is redirected or another hypothesis accumulates greater evidence. This work concentrates on 3-D appearance modeling and succeeds under favorable viewing conditions by using simplified processes to segment objects from the scene and derive the spatial agreement of object features     

一种改进的SFIM高光谱图像融合算法

基于平滑滤波的亮度调节(SFIM)图像融合技术具有算法简单、计算快捷、光谱保真度高的优点,但同样存在边缘模糊、空间纹理信息提高不足的问题。针对上述问题,本文从瞬时视场角的角度出发提出一种改进SFIM算法,采用隔行隔列采样技术代替原SFIM算法中的逐行逐列卷积方法,从原高分辨率图像中计算模拟低分辨率图像。试验结果表明改进算法在边缘清晰度和空间纹理信息等方面均有明显的提高,且保持了原SFIM算法计算快捷的优点。     

基于斜侧视圆周扫描的近场微波成像算法

针对传统小角度转台成像对大转角目标不能很好聚焦这一问题,研究了基于斜侧视圆周扫描的近场转台成像系统,提出了一种近场大转角成像算法,采用角度域卷积运算,可以快速得到目标的散射点分布,并能够进行很好的聚焦。本文根据点扩散函数给出了圆周扫描成像系统的分辨率计算公式,并推导了频率域和角度域的采样间隔。最后通过仿真和实验结果对该算法进行验证,结果表明该算法具有近场成像的能力,且能够得到高质量高分辨率的目标像。