超分辨率重建技术及其在太赫兹图像中的应用

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1、2013年11月系统仿真技术NOV．，2013第9卷第4期SystemSimulationTechnologyVo1．9．No．4中图分类号：TP391文献标识码：A超分辨率重建技术及其在太赫兹图像中的应用谢云宇，胡昌华，师彪，满谦，尹宝娟(1．第二炮兵工程大学302教研室，陕西西安710025；2．环境保护部核与辐射安全中心，北京100082)摘要：超分辨率重建就是通过相应的算法，重建图像截止频率之外的细节信息，重构出一幅清晰的高分辨率图像。首先介绍了超分辨率重建算法——非均匀内差法，迭代反投影法(IBP)，凸集投影法(

2、POCS)，说明了各算法的概念和应用，并着重介绍了基于最大后验概率(MAP)的图像超分辨率算法，给出了MAP超分辨率复原算法处理实际太赫兹图像的结果。实验表明，超分辨率图像重建具有重建效果好、抗噪声性能强的优点，有效地重建了高分辨率太赫兹图像，在太赫兹成像领域具有良好发展和应用前景。关键词：太赫兹图像；超分辨率重建；最大后验概率Super—resolutionImageReconstructionandItsApplicationinTerahertzImagesX／EYunyu’，HUChanghua，SHIBiao，M

3、ANQian，YinBao]uan(1．302Unit，theSecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi’an710025，China；2．TheMinistryofEnvironmentalProtectionofNuclearandRadiationSafetyCenter，Beijing100082，China)Abstract：Super—resolutionalgorithms(SR)canreconstructspatialfrequenciesinformationabov

4、ethelimitfrequencytoahighresolutionimagewiththecorrespondingmethods．SRthatincludethenon—uniforminterpolationapproach，IBP，POCSaswellastheconceptandapplicationoftheschemesareintroduced，atthesametime，theMaximumaposteriori(MAP)super—resolutionisspecified，moreover，ther

5、esultofMAPsuper·resolutionreconstructingschemearepresentedaimingatthefactterahertzimage．ExperimentsshowthattheSRalgorithmhasgoodeffectofrecovery，robustnoiseresistance，andthisalgorithmalsoaccomplisheseffectivelyreconstructinghigh—qualityterahertzimage，showsthedevel

6、opmentsandapplicationsforegroundutilizingsuper—resolutionimageprocessingschemesinTerahertzimagingfield．Keywords：terahertzimaging；super—resolution；maximumaposteriori远红外波段，位于微波和红外波之间，通常是指引口频率介于0．1～10THz(波长30～3000txm)之间的电磁辐射。由于太赫兹辐射成像在医学检查、太赫兹波(T-ray，T射线)在电磁波谱上属于安全检测

7、、环境监测和空间遥感等方面展现出巨基金项目：国家杰出青年科学基金资助项目(61025014)；国家科技部创新基金资助项目(12C26213714122)；国家工业和信息化部科技创新专项基金资助项目(工信部科[2011]353号)谢云宇，等：超分辨率重建技术及其在太赫兹图像中的应用307大的应用前景¨j，因此太赫兹成像成为研究热点之一。但在太赫兹实际成像实验中，太赫兹图像信噪比小，模糊严重，分辨率低，通常这样的图像效果并不能满足人们对图像的后续研究要求分图辨像率zHlI‘一H亚样和正常的视觉要求，并且，现在关于太赫兹图像处理

8、方面的研究还很少。超分辨率图像重建作为第二代数字图像处理技术，在图像重建领域发挥着重要作用，与传统图1超分辨翠重建观测模型的图像重建技术不同，该技术可以利用图像序列Fig．1Observationmodelinsuper·resolution中具有互补的空域时域信息，重建截止频率之外2．2几种典型空域重