基于對(duì)比源反演算法的三維微波成像算法的研究.pdf

1、微波成像問(wèn)題屬于電磁逆散射問(wèn)題，用于解決這類(lèi)問(wèn)題的算法可以分為線性算法和非線性算法。由于線性算法具有運(yùn)算速度快，成像周期短等優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者大多數(shù)致力于線性算法的研究。但是線性算法由于采用了近似，只是在有限的條件下，這些線性算法才準(zhǔn)確，而且從圖像中獲得的信息也有限，只能獲得被測(cè)目標(biāo)的位置和大致形狀，而無(wú)法獲得探測(cè)目標(biāo)的介電常數(shù)、電導(dǎo)率和密度等物理參數(shù)。在一些不是特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算時(shí)間和成本，而要求高精度和高分辨率成像的國(guó)家級(jí)的大型工程和科研

2、項(xiàng)目中，線性算法能夠起到的作用就非常有限，所以針對(duì)非線性算法的研究是非常有必要的。
　　對(duì)比源反演算法用于解決電磁場(chǎng)逆散射問(wèn)題中的圖像重建問(wèn)題。但由于逆散射問(wèn)題具有不適定性，原始的對(duì)比源反演算法對(duì)三維目標(biāo)的圖像重建存在著一定的誤差。另外，由于對(duì)比源反演算法的非線性特性以及未采用近似手段，導(dǎo)致了算法計(jì)算占用內(nèi)存大，成像時(shí)間長(zhǎng)。為了解決上述問(wèn)題，本文運(yùn)用乘法正則化和頻率跳變等方法，對(duì)對(duì)比源反演算法進(jìn)行擴(kuò)展完善，減小了算法所占用的內(nèi)存，

3、并且進(jìn)一步提高了重建質(zhì)量。為了驗(yàn)證擴(kuò)展后的對(duì)比源反演算法的可行性和精確性，在Linux環(huán)境下使用C語(yǔ)言對(duì)算法程序進(jìn)行編寫(xiě)和調(diào)試。最后利用編寫(xiě)好的算法程序?qū)θS微波實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，直觀地驗(yàn)證對(duì)比源算法對(duì)三維目標(biāo)的良好重建效果。
　　擴(kuò)展后的乘法正則化對(duì)比源反演算法保持了其非線性特質(zhì)，將逆散射問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代價(jià)泛函的最優(yōu)化問(wèn)題。算法中新添加的正則項(xiàng)作為約束項(xiàng)，有效地減少了錯(cuò)誤解的數(shù)量，同時(shí)算法無(wú)需人為設(shè)置權(quán)重參數(shù)，無(wú)需先驗(yàn)條件，從而大大