基于信息融合的主被动混合毫米波成像目标识别方法研究

发布时间：2021-05-28 08:35

　　全球范围的恐怖主义、暴力犯罪活动频发,给人民生活带来巨大威胁。为预防该类暴、恐事件,提高公众场所的安检能力尤为重要。毫米波成像技术对衣物穿透能力强、成像分辨率较高,在辐射安全防护上更有优势,适用于人体安检。其中毫米波主动、被动成像图像各有优缺点,本文将信息融合概念引入毫米波主被动成像系统中。本文研究主动毫米波成像算法、图像预处理以及数据融合方法等。主要研究内容包括以下三个方面:首先,推导了基于球面波展开的二维平面全息算法以及基于角谱理论的二维平面精确全息重建算法。采用精确全息重建算法编程,仿真验证方位向分辨率,确定最佳采样平面范围。基于先验波束和成像距离,观察复反射率为1的目标线对模型在极窄波束、普通波束、超宽波束下的衍射全息图及反演重建图。优化了全息仿真中的天线波束,主瓣宽度从窄波束的8.8°变至宽波束的57.0°,有效地提高了重建图像质量。另外采用MATLAB和FEKO软件联合仿真建立PEC金属条,单发单收模式下,发射天线为宽波束半波振子的重建效果优于窄波束喇叭天线,重建数据最小相对误差低至6%。第二,探讨了图像的预处理方法,包括滤波、图像增强和边缘检测等。将形态学滤波应用于图像处... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外文献综述的简析
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 毫米波主被动成像技术
    2.1 引言
    2.2 毫米波被动成像
        2.2.1 有效辐射温度
        2.2.2 天线接收功率和辐射计
        2.2.3 辐射计分辨率实验
    2.3 毫米波主动成像算法
    2.4 毫米波全息成像
        2.4.1 基于球面波展开的二维平面全息成像
        2.4.2 基于角谱理论的二维平面全息成像
        2.4.3 采样间隔与采样范围
    2.5 全息成像仿真验证
        2.5.1 点目标仿真验证分辨率
        2.5.2 最佳采样平面仿真实验
    2.6 本章小结
第3章 全息成像仿真实验
    3.1 引言
    3.2 毫米波天线波束宽度仿真实验
        3.2.1 接收天线波束宽度方向图仿真
        3.2.2 建立线对模型
        3.2.3 不同波束宽度的全息成像结果
    3.3 FEKO建模实物仿真
        3.3.1 发射天线介绍
        3.3.2 建立金属条模型
        3.3.3 宽波束半波振子正常采样
        3.3.4 宽波束半波振子稀疏采样
        3.3.5 窄波束喇叭天线正常采样
    3.4 本章小结
第4章 图像预处理
    4.1 图像滤波方法介绍
        4.1.1 噪声的分类
        4.1.2 图像滤波方法介绍
        4.1.3 均值滤波、高斯滤波和中值滤波
        4.1.4 形态学滤波
    4.2 图像增强
        4.2.1 图像灰度变换
        4.2.2 图像直方图修正法
    4.3 轮廓提取和边缘检测
        4.3.1 图像梯度
        4.3.2 Prewitt算子
        4.3.3 Canny算子
        4.3.4 验证边缘检测效果
    4.4 本章小结
第5章 图像融合
    5.1 引言
        5.1.1 图像融合技术的分类
        5.1.2 图像主观评价标准
        5.1.3 图像客观评价参数
    5.2 数据融合框架
        5.2.1 硬件融合框架
        5.2.2 软件融合框架
        5.2.3 时空同步与图像配准
    5.3 基于多聚焦的小波变换
        5.3.1 多聚焦图像
        5.3.2 小波变换基本原理
        5.3.3 小波变换仿真
        5.3.4 评价参数
    5.4 IHS变换图像融合
        5.4.1 IHS颜色模型
        5.4.2 IHS变换仿真
        5.4.3 评价参数
    5.5 主被动图像融合
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]主动毫米波成像性别识别算法研究[J]. 周健,叶金晶,孙谦晨,黄冰,杨明辉,朱玉琨,孙晓玮.  红外. 2018(09)
[2]基于毫米波近场成像的二维稀疏面阵结构[J]. 赵宇姣,成彬彬,刘杰,姜济群,喻洋.  系统工程与电子技术. 2018(09)
[3]基于多传感器信息融合的目标识别技术[J]. 王东明,张明堂.  科技资讯. 2018(12)
[4]高端数控装备多源信息融合状态识别模型[J]. 王红军,谷玉海,王茂,赵川.  仪器仪表学报. 2018(04)
[5]主动毫米波成像隐私保护算法[J]. 叶金晶,周健,孙谦晨,杨明辉,朱玉琨,孙晓玮.  红外与毫米波学报. 2017(04)
[6]基于距离多普勒概念的全息雷达成像算法[J]. 江舸,刘杰,经文,成彬彬,周剑雄,张健.  红外与毫米波学报. 2017(03)
[7]室内人体隐匿物被动太赫兹成像研究进展[J]. 丁丽,丁茜,叶阳阳,朱亦鸣.  中国光学. 2017(01)
[8]毫米波全息成像的空间采样条件[J]. 乔灵博,王迎新,赵自然,陈志强.  清华大学学报(自然科学版). 2014(11)
[9]二维近程微波全息成像算法[J]. 王俊义,劳保强,王锦清,符杰林,仇洪冰.  系统工程与电子技术. 2014(12)
[10]主动式毫米波近距离圆柱扫描三维成像系统[J]. 温鑫,黄培康,年丰,杨于杰,冯克明.  系统工程与电子技术. 2014(06)

硕士论文
[1]室内安检毫米波辐射特性分析与图像特征提取[D]. 王琪.南京理工大学 2013
[2]数据融合在红外主被动成像复合中应用的初步仿真研究[D]. 董国峰.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3207929