基于重建的毫米波无源探测超分辨算法分析

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全

2、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要为了满足国防建设以及国民经济的需求，毫米波无源探测成像技术被越来越多地应用到反恐探测、场景监控及人体安检等诸多领域。由于当前硬件工艺水平的限制，毫米波无源探测成像系统直接获取的毫米波图像分辨率较低，难以满足实际应用需求。因此，毫米波图像的超分辨问题研究成为毫米波成像技术领域的一个热门方向。在毫米波图像超分辨处理过程中，如何准确地估计毫米波无源探测成像系统点扩展函数

3、，并且在此基础上，如何获取有效且准确的毫米波图像先验信息，是重构毫米波高分辨率图像的重要问题，也是国内外毫米波图像处理研究的热点问题。本论文依托实际科研项目，对毫米波图像超分辨算法进行了深入的研究。主要的工作内容包括：(1)针对系统噪声对扩展函数拟合过程的影响，研究、改进了基于改进Fermi函数的边缘扩展函数拟合方法，可以避免信号有限元差分过程中对噪声地放大，能够实现对线扩展函数非对称特性较好地拟合。(2)针对毫米波无源探测成像系统的成像特性，研究了成像系统点扩展函数模型，提出了一种基于“阶跃目标”的毫米波成像系统点扩展函数估计

4、方法。该方法实现简单，能够实现点扩展函数的有效估计。(3)针对系统点扩展函数的非旋转对称问题，研究了成像目标场景、高分辨率图像以及低分辨率图像之间的关系。并根据毫米波成像系统的扫描特性，分析了毫米波图像特性，结合“流形学习”的方法，改进了基于图像学习的点扩展函数非参数估计方法，提高了该算法对毫米波图像的适用性。(4)针对毫米波图像特性，研究了自然图像、毫米波图像的梯度概率分布，并研究了毫米波图像梯度服从广义高斯分布的假设。在此基础上，研究了贝叶斯框架下基于最大后验概率的超分辨算法，在毫米波图像重建过程中引入1-范数正则项。该算法

5、能够有效地恢复原始毫米波图像“丢失”的细节，有效地实现毫米波高分辨率图像的重构。以上工作，已通过仿真图像和实际毫米波图像进行仿真验证，通过分析仿真实验结果，本论文提出的方法能够实现毫米波高分辨率图像的重构。关键词：毫米波无源探测，超分辨，点扩展函数，梯度先验信息IABSTRACTABSTRACTInordertomeettheneedsofnationaldefenseandnationaleconomy,passivemillimeter-waveimagingdetectiontechnologyisbeingapplied

6、totheanti-terrorismdetection,scenecontrolandhumansecurityandsoon.Asaresultofthelimitationofthecurrenthardwaretechnologylevel,theresolutionoftheimagesobtaineddirectlyfrompassivemillimeter-waveimagingsystemsistoolowtomeetthedemandofactualapplications.Theresearchonsuper

7、resolutionofmillimeter-waveimagesisbecomingapopulardirectioninthefieldofmillimeter-waveimagingtechnology.Inthesuper-resolutionprocess,itisimportanttoestimatepointspreadfunctionofthepassivemillimeter-waveimagingsystemaccurately.Inaddition,howtoobtainprioriknowledgeoft

8、hemillimeter-waveimagesissignificant.InsupportoftheNationalProject,thisthesishascarriedontheresearchofsuperresolutionalgorithmofthe