超宽带探地雷达目标回波信号特征提取与材质识别

基于探地雷达信号传输机理,建立了超宽带探地雷达宽带回波模型,揭示了多谱分量对目标回波信号特征提取与材质识别的影响。超宽带探地雷达由于回波信号信息丰富的特点,特征向量的选取成为目标识别的关键。利用子波变换在宽相关处理中的应用,对回波信号进行滤波和典型数据提取。提取纵向和横向典型数据用于目标形状识别;提取回波道数据进行Welch功率谱分析,用于目标材质识别。     

探地雷达回波信号数据的采集方法研究

提出了一种对探地雷达回波信号数据的采集方法，讨论了数据采集过程中各种工作参数间的关系，同时对数据的成象原理也作了简单的说明。了解探地雷达的数据采集和采集参数间的相互关系，对设计、制造探地雷达具有重要参考价值。     

探地雷达回波信号预处理方法的研究与应用

探地雷达以宽频带记录回波信号,在记录各种有效信号的同时,不可避免地记录下各种干扰噪声,能否有效去除干扰噪声将直接影响到探地雷达对地下目标体的识别能力。探地雷达回波信号属于非平稳信号,FFT只适用于平稳信号的滤波、而小波变换对非平稳信号却能取得良好的滤波效果。为此,文中提出了采用小波阈值萎缩进行数据预处理的方法,以去除雷达回波噪声,并给出了基于DSP的电路和软件实现方法。     

一种雷达回波实时仿真的软件实现方法研究

为了便于将雷达回波仿真应用于实践,提出一种雷达回波实时仿真的软件实现设计方法。按照雷达信号接收处理的工作原理,对雷达工作方式和战场环境分别建模并作适当简化,利用软件编程实现雷达回波仿真。利用软件实现的便捷性特点,在仿真中设计了一些交互接口,可接收对雷达工作状态的调整指令以及对模拟战场环境的修改信息。这样可实时更新生成不同环境下的动态回波信号,提高仿真应用的灵活性与通用性。仿真结果验证了该方法的可用性和有效性。     

基于MUSIC谱估计的探地雷达回波处理方法

为了克服现有信号处理算法对探地雷达噪声及杂波滤除的不足,提出了一种基于MUSIC谱估计时域与频域联合滤波方法。利用常用的去直流波和均值滤波抑制方法进行雷达信号预处理,在此基础上,引入谱分析中信号子空间与噪声子空间的概念,将MUSIC算法与最小二乘法相结合来进行探地雷达杂波及噪声处理。仿真及实验结果表明,提出的回波处理方法可以有效地抑制雷达信号中的噪声和杂波,能提高测量数据的精度,具有较高的实用性和可用性。     

探地雷达数据实时成像和预处理系统设计

探地雷达作为目前分辨率、效率最高的地下目标探测设备之一在城建、交通、地质、考古、国防等部门得到越来越广泛的应用。将雷达主机采集到的大量数据高速地传输到PC机上实时地显示,并对数据进行预处理以消除部分干扰,得到更准确、清晰的地质图像,对雷达系统而言是非常必要的。论文即介绍了作者自行设计和实现的探地雷达高速传输数据的实时显示并使用克希霍夫偏移算法进行数据预处理的软件系统,给出了该系统的工作原理和实现方法。     

梯度幅度法提取探地雷达图像ROI

探地雷达图像中双曲型回波特征是识别地下管线的重要依据。根据探地雷达图像具有子波频率信息的特殊性,提出了一种基于梯度幅度的ROI(感兴趣区域)自动提取新方法。通过优化梯度幅度图的微分取值方式,使梯度幅度图中的双曲型特征更为突出;以直方图方式分析灰度信息分布,并自动求取阈值,以该阈值对梯度幅度图进行二值化处理;在此基础上,采用连通区域算法对特征区域进行扩充分割,并根据区域面积剔除杂波区域,从而提取出探地雷达图像中双曲型回波的ROI区域。该方法计算速度快、准确度高,易于在实际探测中实现。     

相控阵雷达外弹道测量事后数据处理软件设计

由于多径回波信号的干扰,雷达对低空掠海飞行小目标的实时测量很难达到靶场外弹道测量的精度要求;根据靶场应用需求,采用四阶差分统计误差计算方法,对相控阵雷达中心控制计算机实时处理过程中已经录取下来的测量数据进行随机误差修正处理,并且将结果用图形的方式显示;文中给出某次飞行试验的数据处理结果,通过与实时测量数据结果比较表明,该软件可较好地修正测量随机误差,提高数据处理精度,满足靶场雷达事后数据处理的要求,为靶场试验决策提供依据.     

基于PCI9820的雷达回波信号实时采集系统

精确的雷达回波信号采集存储是完成目标识别和雷达成像的必要前提,随着A/D采样率和计算机总线技术的高速发展,已经可以在中频直接对雷达回波信号进行实时采集。本文介绍了一种ADLINK公司的基于PCI总线的高速高分辨率数据采集卡PCI9820的硬件结构及相关逻辑模块功能,基于它的双缓冲模式思想并利用板卡的相关驱动函数编写了实时采集程序,并说明了存储文件格式及数据格式。实验结果表明,此实时采集程序能够很好的控制数据采集卡PCI9820完成对雷达回波信号的高速高分辨率实时采集和存储,为信号处理提供了良好的数据基础。     

意大利RIS-2K探地雷达数据解密及其快速可视化方法

RIS-2K探地雷达数据结构一直不公开,给利用RIS-2K雷达实测数据带来了极大的困难。为此,对RIS-2K探地雷达数据进行了分析与多方测试,基本摸清其数据结构,并编程实现了对RIS-2K探地雷达数据的读取。在常规可视化方法基础上,应用GPU并行技术实现了RIS-2K探地雷达数据快速可视化,有效解决了常规可视化速度慢及界面冻结问题,满足了对实测探地雷达资料进行实时处理解释工作的需要。试验结果证明了该方法的正确性和有效性。     

多站数据采集在探地雷达中的应用

由于地下介质组成相当复杂,且具有非均匀、损耗和色散等特性,以及各种杂散回波的存在,探地雷达(GroundPene-tratingRadar,GPR)信号处理与一般的空间雷达有较大差别,其成像效果不尽如人意。本文将衍射层析成像(DiffractionTo-mography,DT)中的多站数据采集应用在探地雷达中来实现高质量成像,并经过数值验证,说明了多站数据采集较传统单站数据采集有很大的优越性。     

用Vega生成真实传感器效果的光电成像模拟方法

成像仿真能够降低光电成像系统的研发费用,为研究图像处理算法提供充足的数据基础.提出了一种基于Vega的成像模拟方法,概述了Vega及其传感器模块SensorVision和SensorWorks的基本功能,分析了光电探测系统成像仿真的一般思路与流程,具体研究了在Vega环境下生成真实传感器效果的仿真模型与方法,给出了仿真结果,并与实验图像进行了比对,证明了模拟方法的合理性.     

A new method for fMRI data processing: Neighborhood independent component correlation algorithm and its preliminary application

Independent component analysis (ICA) is a newly developed promising technique in signal processing applications. The effective separation and discrimination of functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) signals is an area of active research and widespread interest. Therefore, the development of an ICA based fMRI data processing method is of obvious value both theoretically and in potential applications. In this paper, analyzed firstly is the drawback of the extant popular ICA-fMRI method where the adopted signal model assumes the independence of spatial distributions of the signals and noise. Then presented is a new fMRI signal model, which assumes the independence of temporal courses of signal and noise in a tiny spatial domain. Consequently we get a novel fMRI data processing method: Neighborhood independent component correlation algorithm. The effectiveness is elucidated through theoretical analysis and simulation tests, and finally a real fMRI data test is presented.     

多小波变换在GPR信号处理中的应用

文章主要分析并利用GHM多小波预滤波与多小波分解系数处理的方法,对探地雷达信号进行去噪处理,并通过应用实例说明这一方法的有效性。     

基于小波包分析的探地雷达信号处理

本文基于小波包分析，根据最小熵准则形成最佳分解树，利用非线性滤波方法对冲击脉冲探地雷达回波信号进行处理，对实测数据的分析表明，该方法具有较好的时频分辨率，且可抑制杂波，有助干目标的准确定位，在对浅层埋地目标的检测中有较好的应用前景。     

FPIR实时快视成像方法

一维全极化综合孔径辐射计(Full Polarization Interferometric Radiometer,FPIR)是一种轻量化的高空间分辨率的综合孔径微波辐射计系统。基于综合孔径辐射计成像原理及X波段FPIR原理样机,提出一种快视成像方法:(1)对原始数据进行抽取和平均,降低实时处理运算量;(2)简化误差处理过程,进而利用傅立叶变换法和G矩阵法反演亮温。通过对FPIR原理样机的地面实验,验证了该实时快视成像方法的有效性。     

Subsurface imaging for anti-personal mine detection by Bayesian super-resolution with a smooth-gap prior

Ground-penetrating radars (GPRs) have been studied in order to reconstruct subsurface images. The signal observed by GPR typically includes very strong noise, and reconstruction of the image is a difficult task. We propose a new subsurface imaging method based on the framework of Bayesian super-resolution. In the framework, we can incorporate additional information into the reconstructed image by considering a smooth-gap prior, which can represent the smoothness of the subsurface image and gaps between materials, and which improves the quality of the reconstructed image. We investigated the performance of the proposed method with a synthetic GPR dataset, and confirmed the validity of the proposed method.     

Sparse microwave imaging:Principles and applications

This paper provides principles and applications of the sparse microwave imaging theory and technology.Synthetic aperture radar(SAR) is an important method of modern remote sensing.During decades microwave imaging technology has achieved remarkable progress in the system performance of microwave imaging technology,and at the same time encountered increasing complexity in system implementation.The sparse microwave imaging introduces the sparse signal processing theory to radar imaging to obtain new theory,new system and new methodology of microwave imaging.Based on classical SAR imaging model and fundamental theories of sparse signal processing,we can derive the model of sparse microwave imaging,which is a sparse measurement and recovery problem and can be solved with various algorithms.There exist several fundamental points that must be considered in the efforts of applying sparse signal processing to radar imaging,including sparse representation,measurement matrix construction,unambiguity reconstruction and performance evaluation.Based on these considerations,the sparse signal processing could be successfully applied to radar imaging,and achieve benefits in several aspects,including improvement of image quality,reduction of data amount for sparse scene and enhancement of system performance.The sparse signal processing has also been applied in several specific radar imaging applications.