毫米波无源成像目标跟踪算法研究及实现

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1、職ｉ叢Ｍ補４去种成ＵＮＥＲＳＹＩ．ＩＶＩＴＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ胃硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳ．。瓜ＩＳ．梦－誓＼？槪炒ｉ巧．又／缉誦参１Ｈ｜＂论文题目毫米波无源成像目标跟綜算法妍究及实现ＷｍＨ学科专业信号与信息处理■！：学号驗２０１３２１０２０３４１‘麵Ｈ化者姓名－互一－—…－－＾一—－写指导教师熊金涛教授巧霸義議祥穀分类号密级注1UDC学位论文毫米波无源成像目标跟踪算法

2、研究及实现（题名和副题名）江攀（作者姓名）指导教师熊金涛教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业信号与信息处理提交论文日期2016.3.31论文答辩日期2016.5.12学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类ResearchandAchievementonMovingTargetsTrackingAlgorithmofPassiveMillimeterWaveImagingMasterThesisSubmittedtoUniversityofE

3、lectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SignalandInformationProcessingAuthor:PanJiangAdvisor:Prof.JintaoXiongSchool:SchoolofElectronicEngineeringofUESTC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及取得的研巧成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ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

4、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说明并表不谢意。作者签名：曰期：＞占年女月１曰７ｉ仑文使用授权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口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レッ将学位论文的全＞、部或部分内容编入有关数据库进斤检索，可＾１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：禾导师签名：巧琴—

5、日期；＞《年是月日／７摘要摘要毫米波无源探测系统可以对场景中物体辐射的毫米波段的能量进行探测进而实现对物体的成像。同时，它可以穿透烟尘，衣物，雨雾等进行探测，具有能够对场景中隐匿目标进行成像而不受气候条件影响的特点，因此利用毫米波无源探测系统对场景中隐匿目标成像，并利用目标跟踪技术对隐匿目标进行跟踪具有较大的研究意义和价值。然而，工程实现中的诸多限制使毫米波成像具有低空间分辨率、噪声多等特点。这些正是无源毫米波成像跟踪技术需要解决的难题。本论文研究了毫米波无源成像跟踪算法。关键的内容和结论包括以下几方面：（1）对隐匿目标探测系统

6、的成像理论以及工作原理进行了分析和归理，明确了本论文研究的针对性以及相应的思路。（2）针对工程实现中的限制导致的毫米波成像图像模糊，目标轮廓不清晰的情况，讨论了几种灰度特征以及压缩跟踪算法，分析了压缩跟踪算法在毫米波图像中物体姿态变化以及在目标经过遮挡物会发生跟踪偏移的问题和原因。针对此问题，研究提出了“融合方向梯度直方图（HOG，HistogramsofOrientedGradients）特征的压缩跟踪算法”，以及“基于尺度旋转不变（SIFT，Scale-invariantfeaturetransform）特征的自适应更新速率压缩跟

7、踪算法”。用新的目标特征描述方法，解决了压缩跟踪模型对目标描述不精确、更新速率无法自适应的问题。从实验结果看出，改进的算法能实现更加稳定和准确的跟踪。（3）针对工程实现中的限制导致的无源毫米波成像信噪比低的情况。研究了具有较强泛化能力的集成学习和在线学习。并针对“压缩跟踪方法中因为更新速率无法自适应而对噪声敏感，跟踪过程中样本无法一次性获取的问题”，研究提出了“基于在线随机森林的压缩跟踪算法”。从目标位置预测方面，解决了毫米波图像条带噪声较多的问题，以及目标部分遮挡、目标姿态发生变化的问题。从实验结果看出，本论文的算法能够实现更加稳定

8、和准确的跟踪。（4）针对安检等特殊场景中成像背景与目标对比较弱，与人体对比较强的情况，研究提出了一种无源毫米波图像目标检测算法，较好地解决了因背景和目标灰度相似而导致检测虚警的问题。为解决毫米波图像中隐匿物体遮挡消失单一