带距离徙动校正的压缩感知PFA成像方法

目的 极坐标格式算法（PFA）是合成孔径雷达（SAR）聚束模式下的一种高分辨率成像算法,方位向增加孔径长度带来了数据存储和传输的负担,利用压缩感知进行合成孔径雷达成像可以减小采样率,以前的研究往往认为图像是2维可分离的而忽略距离徙动的影响,造成了图像质量的下降。提出一种在方位向利用压缩感知处理的PFA成像算法,可以校正距离徙动,保证压缩感知成像的图像分辨率。方法 在方位向进行压缩感知处理的过程时,采用了随距离空间频率变化的傅里叶基。结果 该方法可以有效代替PFA处理过程中的方位向插值,消除距离徙动的影响,保证距离向和方位向的分辨率。结论 仿真和实测数据的处理结果证明了该方法的有效性。     

基于非均匀FFT的距离徙动算法

距离徙动算法(RMA)由于需要进行精确的插值,限制了它在SAR成像中的应用。将非均匀快速傅立叶变换(NUFFT)应用到RMA成像算法中,将Stolt插值和距离向的IFFT用NUFFT来替换,在保证成像质量的情况下,提高了成像的效率,仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于OpenMP的高效多子阵合成孔径声呐距离多普勒成像算法

为充分利用多核CPU计算资源解决多子阵合成孔径声纳成像效率低的问题,提出了一种共享内存环境下的距离多普勒成像算法并行解决方案。在分析多子阵合成孔径声纳距离多普勒成像算法并行性的基础上,对算法中预处理、距离向脉冲压缩、固定相位补偿、距离徙动校正和方位向脉冲压缩进行了OpenMP并行化设计,充分利用多核CPU计算资源实现了大数据量合成孔径声纳图像快速重构。对实测数据的成像实验结果表明,并行成像算法加速比高达19.86,满足实时合成孔径声纳系统成像需求。     

一种精确的多接收阵合成孔径声纳距离多普勒成像算法

针对现有多接收阵合成孔径声纳算法没有考虑或低估了"停走停"近似在宽测绘带和高平台运动速度情况下带来的图像失真的现象,本文在深入分析多接收阵系统误差产生机理的基础上,提出了一种适用于宽测绘带成像的精确多接收阵合成孔径声纳距离多普勒成像算法,它舍弃了目前普遍采用的等效相位中心(DPC)近似,采用多接收子阵的精确延迟模型.算法首先对各接收子阵数据单独处理求得方位谱并进行方位向扩展,随后分别进行距离徙动校正和方位向脉压,最后将各通道的方位谱相干叠加,反傅里叶变换后得到了高分辨图像.通过点目标仿真比较,该算法在峰值旁瓣比及目标的定位等方面优于现有算法.     

一种改进的前斜视SAR距离多普勒成像算法

根据大斜视角SAR成像的空间几何模型和回波信号特点,提出了一种改进的适用于前斜视场景的距离-多普勒成像算法;对补偿二维频域耦合相位项的条件进行了分析,分析表明只需根据设计参数决定是否补偿到三阶耦合相位即可,且不必补偿更高阶的耦合相位;对距离徙动的校正方法进行了研究,通过在频域直接对距离徙动进行校正可以避免使用传统的插值方法,有效减小了计算量,提高了算法的运算效率,有助于算法的实时性实现;对改进的距离-多普勒算法的仿真表明,其成像性能能够满足前斜视条件下SAR实时成像处理的要求。     

机动目标双基地ISAR越距离单元徙动校正算法

逆合成孔径雷达（Inverse syn thetic aperture radar, ISAR）使用距离多普勒算法成像时,当目标尺寸较大或转角过大 ,会发生越距离单元徙动（Migration through resolution cells, MTRC）现象,严重影 响 目标成像效果。基于双基地ISAR转台模型,针对成像的MTRC问题,对解线频调后的目标回波 进行研究,分析了机动目标MTRC的产生机理,并将匹配傅里叶变换（Match Fourier trans f orm, MFT）应用到MTRC的校正中,消除了快时间频率与慢时间的耦合项,有效解决了MTRC引 起的ISAR图像散焦问题。仿真结果表明,基于MFT的双基地ISAR MTRC校正算法能够有效校正 机动目标的距离徙动,提高ISAR成像质量。     

改进的斜视机载合成孔径雷达RD成像算法

距离一多普勒算法是合成孔径雷达成像处理中最常用的方法之一,通过在距离一多普勒域中插值来校正距离徙动.研究了机载合成孔径雷达在小斜视角下的成像算法,给出了机载斜视SAR的空间几何模型和回波信号特点.提出了改进的RD算法进行距离走动的校正,避免了插值运算,从而降低了计算复杂度.方法能满足小斜视角下的机载SAR成像处理,并进行了计算机仿真.理论分析和仿真结果表明:改进的RD算法是有效的,在峰值旁瓣比和积分旁瓣比几乎不变的情况下成像时间缩短了近3倍.     

基于严格解析谱的多接收子阵合成孔径声呐CZT算法

针对多接收子阵合成孔径声呐(SAS)精确二维谱表达式复杂,从而只能应用于RD算法的问题,提出将严格解析谱的距离徙动近似为斜距变量的线性函数,然后利用Chirp-z变换校正距离徙动,并给出基于严格解析谱的多接收子阵SAS CZT算法.提出的基于严格解析谱的算法避免了插值操作,提高了算法效率与相位保真度,仿真实验表明,提出...     

ISAR成像中PFA算法在MTRC中的应用

逆合成孔径雷达(ISAR)转台成像中散射点越距离单元徙动(MTRC)时有发生.在小目标远场情况下,极坐标格式算法(PFA)能够基本消除MTRC,这种算法需要在空间频域进行从极坐标分布到直角坐标分布的二维插值.文中就如何运用PFA算法解决MTRC问题进行了较深入地分析,在距离向给出滤波插值法,并提出了新的补域插值法,方位向则运用斜线投影方法,最终将扇形区域转换为矩形区域.仿真结果表明,此算法比线性距离-多普勒(R-D)算法能更有效的处理MTRC现象;在距离向插值中将滤波法与补域法做了比较,后者计算速度更快.     

异构环境下的多子阵合成孔径声呐距离多普勒成像算法

为解决多子阵合成孔径声纳成像效率低的问题,提出了一种异构环境下的多子阵合成孔径声纳快速成像方法。根据多子阵合成孔径声纳距离多普勒成像算法特点以及CPU和GPU各自计算特点,通过将算法中距离向脉冲压缩、固定相位补偿、距离徙动校正和方位向脉冲压缩密集型运算采用GPU计算,极大提高了多子阵合成孔径声纳成像效率。最后通过实测数据的成像实验对所提算法的正确性和高效性进行了验证,与串行计算方法相比加速比高达14.45。     

图像插值的多结点样条技术

为了获得质量更好的插值图像,提出了用具有紧支集的多结点样条基函数来进行图像插值的新技术,并首先将1维的多结点样条插值算法推广到2维,建立了用于图像数据的插值公式;然后分析了多结点样条插值方法的逼近精度、正则性、插值核函数的频域特性.对逼近精度、正则性、插值核函数频域特性的比较表明,该插值方法优于传统的三次卷积插值方法,实验结果也证实了用多结点样条插值算法重建的图像具有更高的质量.     

基于边缘基元的图像内插质量评价方法

图像质量评价方法可以分成主观评价方法和客观评价方法两类。主观评价在具体应用时难以使用,常用客观评价方法PSNR是代表图像保真度的统计指标,但有时和主观评价不一致。针对内插重建图像这种特殊的缩减参考图像的质量评价,提出了基于边缘基元的评价方法。实验表明,该方法简便易行,符合人眼的视觉特点,可以和其他评价方法结合在一起作为参考。     

合成孔径声纳频率变标成像算法

对小距离幅宽场景成像时,可以采用解线频调技术降低回波信号的带宽,从而降低距离向的采样率.线频调变标算法要求回波信号在距离向是线性调频的,因此无法直接处理这一数据形式.文中采用频率变标(FS)算法对解线频调后的回波信号进行处理,应用频率变标技术,在消除回波信号剩余视频相位项的同时校正距离徙动,整个成像过程不需要插值处理.最后用该算法处理了合成孔径声纳斜侧视工作模式下的仿真点目标的解线频调回波数据,得到了良好的成像结果.     

多核重复背投影图像超分辨率方法

图像超分辨率算法目前最为通用的框架是基于Bayes估计的方法,其求解方法多归于重复背投影(插值)的迭代方法．在特定的成像条件下,基于训练的多核插值滤波器估计方法具有良好的效果．考虑采样过程对图像质量的影响,我们把多核插值滤波器估计方法引入到重复背投影的计算框架下,取得了优于单独使用一种方法的超分辨率结果．     

Image Interpolation by Pixel-Level Data-Dependent Triangulation

We present a novel image interpolation algorithm. The algorithm can be used in arbitrary resolution enhancement, arbitrary rotation and other applications of still images in continuous space. High‐resolution images are interpolated from the pixel‐level data‐dependent triangulation of lower‐resolution images. It is simpler than other methods and is adaptable to a variety of image manipulations. Experimental results show that the new “mesh image” algorithm is as fast as the bilinear interpolation method. We assess the interpolated images' quality visually and also by the MSE measure which shows our method generates results comparable in quality to slower established methods. We also implement our method in graphics card hardware using OpenGL which leads to real‐time high‐quality image reconstruction. These features give it the potential to be used in gaming and image‐processing applications.     

应用于人脸识别的插值降维技术

采用插值方法降低人脸样本向量的维数,并分析比较了不同插值方法及其组合的降维效果,从而为选择合适的插值方法及其组合形式奠定了基础,并试验了不同距离分类器的计算结果。试验证明插值脸方法比PCA方法更加有效,研究思路和方法简洁,结果满意,对探索人脸识别技术和基于生物特征鉴别分析的工程应用具有潜在的应用价值。     

脑CT图象分形插值处理

由于插值方法常用于提高医学图象的质量或用于弥补在有损压缩中丢失的图象信息,因此图象插值在医学图象处理中具有特殊的地位,虽然如今已提出了许多插值方法,然而传统的插值方法（如线性插值、双线性插值等）在处理图象后,会丢失图象的纹理特征,即产生平滑效应。文献[1]通过对自然景物图象的灰度研究,证明了自然景物纹理图象的灰度满足各向同性随机分数布朗场（FBR）模型。在此基础上,为克服插值中易产生的平滑问题,提出了一种将分形插值应用于脑CT图象处理的相关参数计算和插值算法。另外,为评价插值图象的质量,同时还引进模糊数学中模糊度和模糊熵的概念,即用模糊度及模糊商来对插值图象质量进行评判。模拟实验结果表明：这种新方法比现有的同类算法（双线性插值）有更好的性能。     

梯度优化的有理函数图像插值

目的 对图像纹理区域的细节保持一直以来是图像插值技术的一个难题,为此提出了一种梯度优化的有理函数图像插值算法。方法 首先,构造了一种新的含有可调参数的双变量有理插值函数,随着参数的不同取值,该函数具有不同的表达形式,它是多项式模型和有理模型的有机统一体;其次,根据图像的区域特征,利用等值线方法将图像自适应地划分为纹理区域和平滑区域,纹理区域采用有理模型插值,平滑区域采用多项式模型插值;最后,根据各向同性Sobel算子计算插值单元的图像梯度,确定纹理方向,不同纹理方向的插值单元用相应的权重对中心点进行优化。结果 从客观数据、主观效果、时间复杂度3个方面对重建图像进行评价,客观数据包括峰值信噪比（PSNR）和结构相似性（SSIM）,从实验结果可以看出,本文算法的PSNR平均提高了0.14~1.50 dB,SSIM平均提高了0.005~0.097。从主观效果来看,本文算法的重建图像的纹理细节更加丰富,边缘结构更加清晰,从时间复杂度来看,本文算法的平均运行时间是3.77 s,分别比DFDF（directional filtering and data fusion）、NEDI（new edge-directed interpolation）、RSAI（robust soft-decision adaptive interpolation）、Lee''s、NARM（nonlocal autoregressive model）算法快了3.28倍、5.26倍、53.28倍、43.53倍、418.54倍。特别地,对于Baboon、Barbara、Metal这类纹理细节丰富的图像,本文算法在峰值信噪比和结构相似性上较对比算法有突出优势,主观效果有明显提高。结论 基于构造的双变量有理插值模型,本文提出了一个梯度优化的有理函数图像插值算法,实验结果表明,该算法在图像纹理细节和边缘结构保持方面具有良好的视觉效果,有效提高了插值图像质量,且时间复杂度较低。