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3mm波段信号采集及图像处理

作 者: 占文彦
导 师: 娄国伟
学 校: 南京理工大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 毫米波辐射计 视在温度 毫米波图像 图像去噪 图像插值 直方图修正
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要


目前毫米波技术在军事和日常生活中的应用越来越广泛,例如,弹载毫米波辐射计制导系统、机载及星载被动毫米波成像系统、机场入口处的安检系统等,为了改善毫米波技术的应用,本文对3mm波段信号的采集及图像信号的处理进行了研究。在信号采集部分,论文首先分析了探测系统的基本原理;然后采用直流Dicke式辐射计对水面、草地、水泥地及金属板等面目标进行一维探测实验,得到目标在不同入射角的视在温度,并对实验数据进行分析;接着,再利用直流Dicke式辐射计分别对缩比金属坦克和金属板进行二维探测实验,对比分析相同材料的立体目标和平面目标的视在温度;最后,采用交流全功率辐射计,在室内对匿藏金属目标的人员进行扫描成像,检测出金属目标,并在室外对缩比金属坦克进行了扫描成像。在图像处理部分,论文利用空域及小波域的算法对毫米波辐射图像进行去噪处理。经分析,梯度倒数加权平滑、自适应中值滤波及小波半软阈值算法去噪效果较好。另外,为了更好地进行后期的目标识别,本文针对毫米波图像的特点,利用图像插值直方图修正进行增强处理,并通过Matlab仿真分析这些方法的有效性,寻找最优方法。根据仿真结果,相比较而言,三次卷积法是最精确的插值方法,而插值局部直方图均衡化是最好的直方图修正方法。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-10
  1.1 研究背景与分析  7-9
    1.1.1 毫米波技术的发展与应用  7
    1.1.2 毫米波的主要特点  7-8
    1.1.3 毫米波辐射成像技术的特点  8
    1.1.4 毫米波辐射图像处理的现实意义  8-9
  1.2 本文的主要工作内容  9-10
2 毫米波信号探测的基本原理  10-18
  2.1 毫米波辐射定律  10-11
  2.2 功率与温度的对应关系  11-12
  2.3 毫米波辐射测量原理  12-14
  2.4 全功率辐射计  14-15
  2.5 Dicke式辐射计  15-17
  2.6 本章小结  17-18
3 3mm波段信号采集  18-31
  3.1 辐射计定标  18-21
    3.1.1 定标方法  18-20
    3.1.2 不同天线口径的辐射计定标  20-21
  3.2 目标的一维探测实验及分析  21-23
  3.3 目标的缩比测试原理  23-24
  3.4 基于直流Dicke式辐射计的二维探测实验及分析  24-28
    3.4.1 二维探测实验  24-26
    3.4.2 实验结果及分析  26-28
  3.5 基于交流全功率辐射计的成像  28-30
    3.5.1 成像原理  28-29
    3.5.2 成像实验  29-30
  3.6 本章小结  30-31
4 毫米波图像去噪研究  31-44
  4.1 噪声模型  31-33
    4.1.1 图像噪声的分类  31
    4.1.2 常见噪声的统计特性  31-33
  4.2 空域领域平均去噪  33-34
  4.3 梯度倒数加权平滑去噪  34-35
  4.4 中值滤波去噪  35-37
    4.4.1 中值滤波基本原理  36
    4.4.2 中值滤波主要特性  36-37
  4.5 自适应中值滤波去噪  37-38
  4.6 小波阈值去噪  38-43
    4.6.1 小波变换  39-40
    4.6.2 二维离散小波的分解与重构  40-41
    4.6.3 小波去噪的阈值选择问题  41-43
  4.7 本章小结  43-44
5 毫米波图像增强研究  44-56
  5.1 图像插值  44-48
    5.1.1 最近邻内插  44-45
    5.1.2 双线性内插法  45-46
    5.1.3 三次卷积法  46-48
  5.2 全局直方图修正  48-52
    5.2.1 直方图均衡化  49-50
    5.2.2 直方图规定化  50-52
  5.3 局部直方图修正  52-55
    5.3.1 局部直方图均衡化  52-54
    5.3.2 插值LAHE  54-55
  5.4 本章小结  55-56
6 结束语  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-60

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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