时间反转镜DOA-AT成像算法

超声成像中广泛应用的DOA算法容易受到介质的不均匀性和多途效应的影响,纵坐标分辨率较差。在时间反转法理论的基础上,提出在随机媒质中采用时间反转镜超声成像的DOA-AT新算法。新算法通过对散射中接收信号的到达时间和响应矩阵频域奇异值进行分解,将时域内目标函数DOA估计与到达时间估计结合起来,使成像目标的纵坐标估计得到明显改善,对目标检测能力增强。     

圆周合成孔径声呐技术综述

圆周合成孔径声呐(Circular Synthetic Aperture Sonar, CSAS)具有亚波长量级的二维分辨率、三维成像能力和全方位观测能力,在水下威胁目标查证、战场环境侦察等领域具有广阔的应用前景。文章分析了CSAS成像原理及分辨率,对国内外CSAS试验研究进展进行了综述,对CSAS成像算法、运动补偿、三维成像和后置处理等关键技术进行了分析,总结归纳了CSAS成像技术存在的问题,并对CSAS未来的发展进行了展望。     

基于MAPES的非均匀多基线SAR三维成像算法

多基线合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)通过在高度方向上的多次重复飞行形成了对目标观测的高度向合成孔径,具有高度向分辨能力,能够实现对目标的三维成像.本文针对各条轨迹非等间隔分布的多基线SAR数据,提出了基于缺失数据向量幅度和相位估计(Missing-data Amplitude and Phase Estimation,MAPES)的非均匀多基线SAR的三维成像算法.根据多基线SAR三维成像的信号模型和基于谱估计的三维成像原理,引人MAPES算法对非均匀采样的目标高度向观测数据进行空间谱估计,实现对目标的高程成像,从而得到了基于MAPES算法的非均匀多基线SAR三维成像处理流程.使用MAPES算法对非均匀多基线SAR的仿真数据和微波暗室数据进行了三维成像实验.     

地震偏移成像理论的探讨

在波动方程地震偏移成像方法研究的进展中,简介了相空间小波分析地震波场偏移成像的步进算法和地震波场延拓的李群算法和辛群算法;并对偏移成像提出了展望。     

FFBP算法在合成孔径声纳成像中的应用

时域合成孔径成像算法可以更好地适应多子阵造成的方位向采样不均匀问题,并且具有存储空间小、并行处理方便的优点。但精确时域算法运算量非常大,快速分块反向传播投影（Fast Factorized Back Projection,FFBP）成像算法则可以大大降低成像计算量。详细分析了FFBP声程误差的距离效应、孔径合并策略和图像分裂策略、成像的计算量等关键问题,并给出了仿真和实测数据成像结果。通过对仿真和实测成像结果的分析表明：FFBP算法可以提高计算效率,适用于实时合成孔径声纳成像系统。     

相关算法软包装热封缺陷空气耦合超声检测

为实现软包装热封缺陷的在线无损检测,将空气耦合超声检测技术应用于软包装热封缺陷检测。采用中心频率为1MHz、焦点直径约1mm的点聚焦空气耦合超声探头,并分别采用包络积分算法和相关算法对带有0.5~1.5mm泄漏通道型缺陷的热封封口进行面扫描成像。实验结果表明该方法可实现软包装热封泄漏缺陷的非接触成像。将带通滤波后的超声信号包络与标准信号包络相关性系数作为成像特征量,可有效消除空气耦合超声的透射能量波动噪声。相对于包络积分算法,相关算法可显著提升图像信噪比以及小尺寸缺陷检出能力。     

极坐标格式算法在水下目标成像中的研究

在理想的水下转台目标成像中,常用的距离-多普勒（Range-Doppler,简称RD）成像算法在目标转角增大时,成像散焦严重。为解决大转角成像带来的目标像模糊问题,提出了在逆合成孔径声纳中,采用极坐标格式算法（Polar Formation Algorithm,简称PFA）对转台目标进行成像,即对回波数据采取先插值后成像,仿真结果表明大转角情况下PFA成像效果相比RD算法成像有明显改善。     

一种有源微波近场成像系统

针对早期乳腺癌检测等近场目标的探测成像,设计了一种基于2.45GHz连续波信号的微波近场成像实验系统,主要由硬件电路和成像算法组成.系统电路用小体积、高性能和低成本的射频微波集成芯片实现,大大缩小了系统的体积并降低了成本,电路由天线模块、收发模块和数据采集控制模块构成.成像算法采用有限元微波共焦算法,完成对被测区域日标的探测成像.     

一种星载合成孔径雷达数字成像算法

提出了一种星载合成孔径雷达数字成像抑制相干斑的算法--OMRD(Overlapped Multilook Range-Doppler)算法,该算法基于星载合成孔径雷达成像基本原理和传统的RD算法,通过距离向脉冲压缩,距离徙动校正,方位向合成孔径处理,去除相干斑噪声处理,实现了星载合成孔径雷达的数字成像,降低了相干斑噪声的影响,提高了图像信噪比.对ERS-1星载原始数据进行实验成像,得到了清晰的意大利罗马地区图像.实验结果表明,OMRD算法是一种有效的星载合成孔径雷达成像抑制相干斑的算法.     

基于MUSIC及波束成形算法的非线性Lamb波微裂纹成像与评估EI北大核心CSCD

针对板状结构的微裂纹成像和评估问题,使用有限元分析方法在三维铝板中建立了埋藏型微裂纹,并采用对称激励的方式,在板中激励出S模态的Lamb波。利用多信号输入分类(multiple signal classification, MUSIC)算法,对传感器阵列捕捉到的信号进行处理,测算板中位于远场的微裂纹方向角。而后通过设置多组传感器阵列进行交叉定位,从而实现对板状结构中可能存在的微裂纹的大范围、高精度定位成像。以此为基础,对阵列信号进行波束成形算法处理,实现对信号的空间滤波,以减少其他方向的杂波对阵列信号的干扰;通过对处理后的阵列信号进行分析,计算其非线性参数,实现对裂纹损伤几何信息的评估。研究结果表明,该研究所构建的微裂纹定位成像算法在较高的环境噪声干扰下仍具备较好的损伤成像能力,且计算出的非线性参数与微裂纹厚度和宽度密切相关,可以有效评估微裂纹程度。     

气体浓度层析成像重建算法性能比较与研究

针对少射线成像算法在研究气体浓度层析成像中的重要作用,对常用的几种少射线成像算法的性能进行了详细分析和比较,同时构造了一个多目标函数用于气体浓度优化重建成像。通过实验与常用的几种算法的重建性能相比,多目标优化重建算法具有良好的鲁棒性和抗噪性。在含5%测量误差的情况下,ART 重建结果与原始浓度分布的欧氏距离达 0.1680,而多目标优化重建算法下的该值仅为 0.0325。     

密集式MIMO声呐高分辨成像实验研究

为验证密集式多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)声呐高分辨成像算法的有效性,进行了水池实验并获得了期望的高分辨成像结果。首先,将成像算法分为角度维高分辨成像和距离维高分辨成像两种,分别建立了各自的成像处理流程。角度维高分辨成像基于虚拟阵列波束形成算法,距离维高分辨成像基于大带宽信号合成算法。然后,根据两种处理流程选择合适的发射信号和阵型,并据此搭建密集式MIMO声呐高分辨成像平台进行水池实验。最后,通过与传统单输入多输出(Single-Input Multi-Output,SIMO)声呐的成像结果进行对比,证明了MIMO声呐可结合发射信号、阵型和相应的处理流程获得更高的角度分辨率和距离分辨率。     

一种运动误差精确补偿的矩阵求和合成孔径成像算法

根据回波数据对波束范围内各目标合成孔径成像的贡献,将其变换为一个图像矩阵,不同回波数据的图像矩阵相干叠加,完成合成孔径处理。首次采用矩阵运算,相比于传统逐点延时求和向量运算,成像效率提高了一倍。提出了一种移位成像运动误差补偿算法,克服了传统补偿算法存在的相位误差方位空变性的影响,实现运动误差的精确补偿。仿真和试验数据处理结果都表明该算法具有成像效率高和运动误差补偿精确的优点。     

星载SAR影像地理编码算法研究

对SAR成像机理进行了研究,据此对SAR的成像几何进行了精确构建。所建距离向和方位向成像方程的参数可以由卫星轨道参数和其它成像参数直接获得。若轨道参数精度较高,这些参数就可以直接用于SAR影像的地理编码,生成SAR正射影像。为提高校正精度,研究了以这些参数为初值利用少量控制点对成像方程参数进行非线性求解的算法,并利用该算法完成了ERS2SAR影像的地理编码过程。利用该算法产生的正射影像和地形图的配准精度在东西和南北向都小于50m,可与其它基于地形图坐标系统的图像匹配使用。     

基于点源成像的微球成像分辨能力仿真分析

基于微球透镜的显微成像技术具有方法简单、无需标记等优点,近年来受到了国内外众多研究者的关注。微球透镜成像系统参数变化将直接影响分辨能力,然而,目前缺乏此方面的仿真分析工作。因此,基于点源成像,提出了一种分析微球透镜成像分辨能力的方法,仿真分析了微球尺寸以及微球和点光源距离变化对成像分辨能力的影响。结果表明,成像分辨能力随微球尺寸的增大而下降,微球和点光源距离小于800 nm时,分辨能力随距离的增加呈下降趋势,当距离大于800 nm时,分辨能力不再发生明显变化。仿真结果对微球透镜显微成像实验具有指导意义,提出的方法为仿真分析微球成像分辨能力的研究工作提供了理论基础。     

连续太赫兹波数字全息相衬成像

太赫兹波具有独特的低能性、高穿透性、惧水性等成像特性,将其应用于相衬成像能够反映物体的内部结构和更加丰富全面的生物信息,在生物医学检测等领域具有重要的应用。其中,太赫兹波数字全息成像是一种可以给出定量的振幅和相位信息的非接触、全场相衬成像方法,是太赫兹成像技术领域的重要研究方向之一。本文基于连续太赫兹源,从离轴式和同轴式数字全息成像的相衬成像原理、光路系统和再现算法多个方面,介绍了相关技术的研究现状,分析了太赫兹源、再现算法等因素对成像分辨率的影响,并对太赫兹数字全息的发展趋势进行了展望。     

星载ScanSAR模式ECS成像算法研究

针对ScanSAR的扩展CS(ECS)成像算法兼有CS算法的精确处理和SPECAN算法的高效性.从ScanSAR回波的一般表达式出发,推导了扩展CS算法的信号流程.根据推导结果,利用另一种距离向处理参考函数和方位变标函数完成了变标处理.利用点目标仿真回波成像试验,分析了本文的算法与原始扩展CS算法的区别,验证了本算法的相位保持特性.利用ASAR Wide Swath原始数据,结合ScanSAR数据的多普勒中心频率估计,验证了算法适合于实际数据成像.     

基于等参元的三维电阻抗成像的数值模拟和分析

对于电阻抗成像的数学模型,本文用等参元方法将对应的椭圆型方程离散化,把成像问题转化为非线性优化问题,给出了目标函数梯度及近似Hesee阵的计算公式；提出了伪单元刚度矩阵的概念,给出了利用其在迭代过程中的不变性来提高计算效率的方法：分别用BFGS校正拟Newton算法和Goldfeld修正Gauss-Newton算法对三维成像问题进行了一系列数值模拟实验,证实了算法的有效性,指出了其中存在的问题。     

超声相控阵全聚焦成像算法比较分析

先进的成像算法推动了超声相控阵技术的发展，全聚焦方法（Total Focusing Method，TFM）是一种基于全矩阵捕获的虚拟聚焦后处理及缺陷图像重构算法。文章基于一维线阵相控阵纵波探头全矩阵数据模式，利用Matlab软件结合Field Ⅱ自带开源函数包编写了算法程序，比较了TFM和1/2矩阵方法成像效果并对缺陷分辨率影响因素进行分析，最后用标准试块对算法进行实验验证。仿真结果表明，TFM和1/2矩阵方法都能用于缺陷重构且效果无明显差异，激励脉冲的宽度和频率对图像分辨率影响较大；实验表明，1/2矩阵的成像方法虽可有效降低计算数据量，但同时也丢失了检测区边缘处缺陷的部分信息，因而成像效果较TFM稍差。     

激光扫描声学显微镜的相位误差及其校正

为同时获得幅度和相位信息，在激光扫描声学显微镜原理的基础上，用正交解调器替代了刀口解调器．然而正交解调器对相邻投影之间的相位存在严重的影响。使得成像失真。文中阐述了相位误差对成像的影响，介绍了对相位误差进行校正的一种算法。并用实验结果证明了该算法的有效性.