全球范圍的恐怖主義、暴力犯罪活動頻發(fā),給人民生活帶來巨大威脅。為預防該類暴、恐事件,提高公眾場所的安檢能力尤為重要。毫米波成像技術對衣物穿透能力強、成像分辨率較高,在輻射安全防護上更有優(yōu)勢,適用于人體安檢。其中毫米波主動、被動成像圖像各有優(yōu)缺點,本文將信息融合概念引入毫米波主被動成像系統(tǒng)中。本文研究主動毫米波成像算法、圖像預處理以及數(shù)據(jù)融合方法等。主要研究內(nèi)容包括以下三個方面:首先,推導了基于球面波展開的二維平面全息算法以及基于角譜理論的二維平面精確全息重建算法。采用精確全息重建算法編程,仿真驗證方位向分辨率,確定最佳采樣平面范圍。基于先驗波束和成像距離,觀察復反射率為1的目標線對模型在極窄波束、普通波束、超寬波束下的衍射全息圖及反演重建圖。優(yōu)化了全息仿真中的天線波束,主瓣寬度從窄波束的8.8°變至寬波束的57.0°,有效地提高了重建圖像質(zhì)量。另外采用MATLAB和FEKO軟件聯(lián)合仿真建立PEC金屬條,單發(fā)單收模式下,發(fā)射天線為寬波束半波振子的重建效果優(yōu)于窄波束喇叭天線,重建數(shù)據(jù)最小相對誤差低至6%。第二,探討了圖像的預處理方法,包括濾波、圖像增強和邊緣檢測等。將形態(tài)學濾波應用于圖像處... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外文獻綜述的簡析
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 毫米波主被動成像技術
    2.1 引言
    2.2 毫米波被動成像
        2.2.1 有效輻射溫度
        2.2.2 天線接收功率和輻射計
        2.2.3 輻射計分辨率實驗
    2.3 毫米波主動成像算法
    2.4 毫米波全息成像
        2.4.1 基于球面波展開的二維平面全息成像
        2.4.2 基于角譜理論的二維平面全息成像
        2.4.3 采樣間隔與采樣范圍
    2.5 全息成像仿真驗證
        2.5.1 點目標仿真驗證分辨率
        2.5.2 最佳采樣平面仿真實驗
    2.6 本章小結(jié)
第3章 全息成像仿真實驗
    3.1 引言
    3.2 毫米波天線波束寬度仿真實驗
        3.2.1 接收天線波束寬度方向圖仿真
        3.2.2 建立線對模型
        3.2.3 不同波束寬度的全息成像結(jié)果
    3.3 FEKO建模實物仿真
        3.3.1 發(fā)射天線介紹
        3.3.2 建立金屬條模型
        3.3.3 寬波束半波振子正常采樣
        3.3.4 寬波束半波振子稀疏采樣
        3.3.5 窄波束喇叭天線正常采樣
    3.4 本章小結(jié)
第4章 圖像預處理
    4.1 圖像濾波方法介紹
        4.1.1 噪聲的分類
        4.1.2 圖像濾波方法介紹
        4.1.3 均值濾波、高斯濾波和中值濾波
        4.1.4 形態(tài)學濾波
    4.2 圖像增強
        4.2.1 圖像灰度變換
        4.2.2 圖像直方圖修正法
    4.3 輪廓提取和邊緣檢測
        4.3.1 圖像梯度
        4.3.2 Prewitt算子
        4.3.3 Canny算子
        4.3.4 驗證邊緣檢測效果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 圖像融合
    5.1 引言
        5.1.1 圖像融合技術的分類
        5.1.2 圖像主觀評價標準
        5.1.3 圖像客觀評價參數(shù)
    5.2 數(shù)據(jù)融合框架
        5.2.1 硬件融合框架
        5.2.2 軟件融合框架
        5.2.3 時空同步與圖像配準
    5.3 基于多聚焦的小波變換
        5.3.1 多聚焦圖像
        5.3.2 小波變換基本原理
        5.3.3 小波變換仿真
        5.3.4 評價參數(shù)
    5.4 IHS變換圖像融合
        5.4.1 IHS顏色模型
        5.4.2 IHS變換仿真
        5.4.3 評價參數(shù)
    5.5 主被動圖像融合
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]主動毫米波成像性別識別算法研究[J]. 周健,葉金晶,孫謙晨,黃冰,楊明輝,朱玉琨,孫曉瑋.  紅外. 2018(09)
[2]基于毫米波近場成像的二維稀疏面陣結(jié)構(gòu)[J]. 趙宇姣,成彬彬,劉杰,姜濟群,喻洋.  系統(tǒng)工程與電子技術. 2018(09)
[3]基于多傳感器信息融合的目標識別技術[J]. 王東明,張明堂.  科技資訊. 2018(12)
[4]高端數(shù)控裝備多源信息融合狀態(tài)識別模型[J]. 王紅軍,谷玉海,王茂,趙川.  儀器儀表學報. 2018(04)
[5]主動毫米波成像隱私保護算法[J]. 葉金晶,周健,孫謙晨,楊明輝,朱玉琨,孫曉瑋.  紅外與毫米波學報. 2017(04)
[6]基于距離多普勒概念的全息雷達成像算法[J]. 江舸,劉杰,經(jīng)文,成彬彬,周劍雄,張健.  紅外與毫米波學報. 2017(03)
[7]室內(nèi)人體隱匿物被動太赫茲成像研究進展[J]. 丁麗,丁茜,葉陽陽,朱亦鳴.  中國光學. 2017(01)
[8]毫米波全息成像的空間采樣條件[J]. 喬靈博,王迎新,趙自然,陳志強.  清華大學學報(自然科學版). 2014(11)
[9]二維近程微波全息成像算法[J]. 王俊義,勞保強,王錦清,符杰林,仇洪冰.  系統(tǒng)工程與電子技術. 2014(12)
[10]主動式毫米波近距離圓柱掃描三維成像系統(tǒng)[J]. 溫鑫,黃培康,年豐,楊于杰,馮克明.  系統(tǒng)工程與電子技術. 2014(06)

碩士論文
[1]室內(nèi)安檢毫米波輻射特性分析與圖像特征提取[D]. 王琪.南京理工大學 2013
[2]數(shù)據(jù)融合在紅外主被動成像復合中應用的初步仿真研究[D]. 董國峰.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：3207929