无源毫米波实时成像PNL超分辨算法.pdf

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1、第34卷第1期系统工程与电子技术VOl_34NO．12012年1月SystemsEngineeringandElectronicsJanuary2O12文章编号：1001—506X(2012)01—000705无源毫米波实时成像PNL超分辨算法姜正茂，杨建宇，李良超，郑鑫(电子科技大学电子工程学院，四川成都610054)摘要：投影Landweber(projectedLandweber，PL)算法具有良好的频谱外推能力，能够应用于低信噪比降晰图像，是一种适合无源毫米波成像的超分辨算法。但其缺点是收敛速度缓慢，运算量不稳

2、定，难以满足实时性要求。针对实时性问题，提出一种投影Newton—Landweber(projectedNewton—Iandweber，PNL)超分辨算法，首先使用Newton求逆法得到粗恢复图像，然后运用PL算法对图像做精细恢复。实验结果表明，该算法显著提高了收敛速度，图像恢复质量接近PL算法的性能。关键词：无源毫米波成像；超分辨；投影Landweber；Newton求逆中图分类号：TP391文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1001506X．2012．01．02PNLsuper-resoluti

3、onalgorithmforPMMWimaginginreal_timeJIANGZheng—mao，YANGJian—yu，LILiang—chao，ZHENGXin(SchoolofElectronicsandEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyo／China，Chengdu610054，China)Abstract：TheprojectedLandweber(PL)algorithmiscompetentforpassivemillimete

4、rwave(PMMW)imagingforitsspectrumextrapolationperformanceandlowsignaltonoiseratioimagesprocessingability，how—ever，theslowspeedofconvergenceandthecomputationinstabilitylimititsapplicationsinrealtime．Aprojec—tedNewton—Landweber(PNL)algorithmisproposedtoachievereal—

5、timeabilityonthebasisofthePLalgo—rithm．Firstly，afastNewtoninversionalgorithmisintroducedtogetcoarseimagerecovery．ThenthePLalgo—rithmisusedtogetrefinedimagerecovery．ExperimentalresultsdemonstratethattheperformanceofthePNIalgorithmapproachesthatofthePLalgorithm，mo

6、reoverthecomputationisstableandfarlessthanthePIal—gorithm．Keywords：passivemillimeterwaveimaging；super—resolution；projectedIandweber；Newtoninversion但在普适性和实时性上，仍存在问题。其中，最大似然估计0引言(maximumlikelihood，ML)方法具有较快的运算速度]，无源毫米波成像设备的总体趋势是成像速度更快，图但需要利用噪声分布的先验信息，对先验信息的准确性非像分辨

7、率更高，体积和重量更小，设备具有便携性并能工作常敏感。最大后验算法(maximumaposterior，MAP)和凸在不同的应用场合]。第三代毫米波成像设备能够实时集投影算法能够有效地利用图像的先验信息，但计算量大，成像，这就要求毫米波图像的超分辨算法具备实时性；由于难以保证实时性】。文献[9]提出的投影Landweber应用场合的多变性，又要求超分辨算法对场景和噪声类型(projectedLandweber，PL)超分辨算法是一种针对无源毫具备稳定性。米波成像系统的非线性超分辨算法，该算法无需知道噪声目前针对无源毫米

8、波成像超分辨算法的实时性研究比和场景等先验信息，仅利用辐射亮温限制条件即可对低信较欠缺，主要是继承和改进一些在第一、二代毫米波成像设噪比图像取得良好的超分辨能力。PL算法的缺点是收敛备速度较快的算法。其中，基于线性算法的有2法、维纳速度缓慢，不具备实时能力，且运算量随信噪比变化而显著滤波法等。这类方法不需要许多先验知识和约束条件，