本文關(guān)鍵詞：基于壓縮感知理論的單通道焦平面輻射計(jì)成像系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)源毫米波近程探測(cè)技術(shù)由于其能穿透煙云塵霧、戰(zhàn)場(chǎng)硝煙等特性,所以被廣泛地應(yīng)用在遙感、安全監(jiān)測(cè)、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、制導(dǎo)導(dǎo)航等領(lǐng)域。無(wú)源毫米波成像因其圖像直觀便于檢測(cè)而越來(lái)越受到重視,但是傳統(tǒng)無(wú)源焦平面成像體制在獲得高分辨率圖像時(shí)需要增加更多的接收機(jī)并且要求每路接收機(jī)通道增益一致,這無(wú)疑增加了系統(tǒng)體積和實(shí)現(xiàn)難度。壓縮感知理論是近些年來(lái)剛提出的一種嶄新理論,它利用信號(hào)稀疏或可壓縮的先驗(yàn)信息能以遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣率的速率對(duì)信號(hào)獲取,并可實(shí)現(xiàn)高精度的重建。本文根據(jù)無(wú)源毫米波圖像的可壓縮特性,提出了一種基于壓縮感知理論的單通道焦平面輻射計(jì)成像系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。經(jīng)仿真驗(yàn)證,該方法減少了采樣次數(shù)同時(shí)降低了系統(tǒng)的成本。論文主要內(nèi)容如下：首先,簡(jiǎn)要介紹了無(wú)源毫米波成像技術(shù)和壓縮感知理論的研究意義和發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了無(wú)源毫米波成像和壓縮感知的基礎(chǔ)理論。其次,從壓縮感知理論的三大方面來(lái)詳細(xì)研究該理論,對(duì)圖像的稀疏性、測(cè)量矩陣的構(gòu)造以及壓縮感知重構(gòu)算法做了較詳盡的研究,并提出了一種基于循環(huán)矩陣的哈達(dá)瑪矩陣改進(jìn)形式,減少了硬件存儲(chǔ)成本。最后,根據(jù)上文分析的理論框架,本文提出了一種基于壓縮感知理論的單通道焦平面輻射計(jì)成像系統(tǒng),給出了系統(tǒng)框架以及關(guān)鍵硬件部分并進(jìn)行了仿真。
【關(guān)鍵詞】：壓縮感知 無(wú)源毫米波成像 焦平面單通道成像 稀疏基 測(cè)量矩陣 矩陣改進(jìn) 重構(gòu)算法
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.73
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1. 緒論7-12
• 1.1. 研究背景及意義7
• 1.2. 無(wú)源毫米波成像技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀7-8
• 1.2.1. 無(wú)源毫米波成像的特點(diǎn)7
• 1.2.2. 無(wú)源毫米波成像技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀7-8
• 1.3. 壓縮感知成像新技術(shù)研究8-11
• 1.4. 本文主要工作及各章節(jié)安排11-12
• 2. 無(wú)源毫米波成像與壓縮感知基本理論12-25
• 2.1. 無(wú)源毫米波成像基本理論12-19
• 2.1.1. 黑體輻射理論12-13
• 2.1.2. 毫米波功率與溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系13-14
• 2.1.3. 毫米波表觀溫度14-15
• 2.1.4. 毫米波輻射計(jì)測(cè)量原理15-17
• 2.1.5. 毫米波焦平面成像17-19
• 2.2. 壓縮感知理論基礎(chǔ)19-23
• 2.2.1. 壓縮感知理論背景19
• 2.2.2. 壓縮感知理論基本原理19-20
• 2.2.3. 信號(hào)的稀疏表示20-21
• 2.2.4. 信號(hào)的非相關(guān)測(cè)量21-22
• 2.2.5. 信號(hào)的恢復(fù)重構(gòu)22-23
• 2.3. 小結(jié)23-25
• 3. 基于壓縮感知理論的無(wú)源毫米波成像系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)25-56
• 3.1. 基于壓縮感知的單通道成像方法的結(jié)構(gòu)25-27
• 3.2. 毫米波圖像稀疏性研究27-34
• 3.2.1. 稀疏性度量27-28
• 3.2.2. 離散余弦變換(Discrete Cosine Transform,DCT)28-31
• 3.2.3. 離散小波變換(Discrete Wavelet Transform,DWT)31-33
• 3.2.4. DCT與DWT的總結(jié)33-34
• 3.3. 測(cè)量擋板的設(shè)計(jì)34-43
• 3.3.1. 伯努利隨機(jī)矩陣34-36
• 3.3.2. 部分哈達(dá)瑪(Hadamard)測(cè)量矩陣36-38
• 3.3.3. 兩種矩陣的比較38-43
• 3.4. 基于循環(huán)矩陣對(duì)部分哈達(dá)瑪矩陣的改進(jìn)43-47
• 3.4.1. 矩陣的構(gòu)成44-45
• 3.4.2. 改進(jìn)矩陣的仿真測(cè)試45-47
• 3.5. 壓縮感知重構(gòu)算法的研究47-55
• 3.5.1. 壓縮感知的正交匹配追蹤算法實(shí)現(xiàn)47-49
• 3.5.2. 壓縮感知的非線性共軛梯度方法實(shí)現(xiàn)49-50
• 3.5.3. 兩種算法的比較實(shí)驗(yàn)50-54
• 3.5.4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論54-55
• 3.6. 小結(jié)55-56
• 4. 基于壓縮感知理論的無(wú)源毫米波成像系統(tǒng)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)56-62
• 4.1. 系統(tǒng)構(gòu)架56-60
• 4.1.1. 焦平面天線56-57
• 4.1.2. 饋源57-58
• 4.1.3. 開/斷電路58-59
• 4.1.4. 單通道接收機(jī)59
• 4.1.5. 系統(tǒng)控制59-60
• 4.2. 仿真測(cè)試60-61
• 4.3. 小結(jié)61-62
• 5. 總結(jié)與展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66

【參考文獻(xiàn)】

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1 張光鋒,張祖蔭,郭偉;3mm波段輻射成像研究[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2005年06期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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2 錢嵩松;被動(dòng)毫米波陣列探測(cè)成像的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 郭磊;焦面陣成像方法與系統(tǒng)仿真研究[D];電子科技大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于壓縮感知理論的單通道焦平面輻射計(jì)成像系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：390955