被動(dòng)毫米波成像系統(tǒng)及被動(dòng)毫米波圖像超分辨率算法研究.pdf

1、毫米波波段是介于光波和無線電波之間的波段，其頻率范圍是30-1300GHz，相應(yīng)的波長為10mm-1mm。毫米波波長短于微波，在相同的天線尺寸下可以獲得較窄的波束寬度，提供較高的角分辨率，其波長又長于紅外，尤其在幾個(gè)大氣窗口處，云、霧、煙塵等對(duì)毫米波的衰減遠(yuǎn)小于對(duì)紅外的衰減，故毫米波探測器比光電探測器更為有效，同時(shí)它又具有全天候工作能力，因此其潛在的研究與應(yīng)用價(jià)值日益突出。 在獲取圖像的過程中有許多因素會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降或退化

2、，如光學(xué)系統(tǒng)的像差、大氣擾動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、離焦和系統(tǒng)噪聲，它們會(huì)造成影像的模糊和變形。圖像重建的目的就是對(duì)退化的圖像進(jìn)行處理，使其復(fù)原成沒有退化前的理想圖像。按照傅里葉光學(xué)的觀點(diǎn)，光學(xué)成像系統(tǒng)是一個(gè)低通濾波器，由于受到光學(xué)衍射的影響，其傳遞函數(shù)在由衍射極限分辨率所決定的某個(gè)截止頻率以上值均為零。顯然普通的圖像復(fù)原技術(shù)如解卷積技術(shù)等只能將物體的頻率復(fù)原到衍射極限相應(yīng)的截止頻率處，而不能超越它，這樣截止頻率之外的能量和信息被丟失了。 超分

3、辨率圖像重建技術(shù)就是利用信號(hào)處理和軟件的方法消除由成像系統(tǒng)導(dǎo)致的影像退化，包括像差、大氣擾動(dòng)、離焦、運(yùn)動(dòng)和系統(tǒng)噪聲、以及非理想采樣等，同時(shí)恢復(fù)出光學(xué)衍射極限分辨率所決定的截止頻率外的信息，形成空間分辨率更高的清晰圖像。 凸影投集(POCS)算法是一類解決超分辨率圖像復(fù)原的有效算法，超分辨率解空間與一組凸形約束集合代表了期望的超分辨率圖像的一些特性，如正定、能量有界、數(shù)據(jù)可靠和平滑等，這樣通過這些約束集合就可以得到簡化的解空間。P

4、OCS是指一種迭代過程，在給定超分辨率圖像空間中任意一個(gè)點(diǎn)的前提下，可以定位一個(gè)能滿足所有凸形約束集合條件的收斂解。該算法的優(yōu)點(diǎn)是最大限度的利用先驗(yàn)信息，使圖像的復(fù)原更加可靠。而且，由于凸約束集的關(guān)系，該算法表現(xiàn)的十分靈活。 而最大似然譜估計(jì)(ML)算法也有一系列的優(yōu)勢，例如保證收斂等。尤其要提出的是，在實(shí)際的操作環(huán)境下具有很好的實(shí)用性，即使是在由于成像系統(tǒng)的不穩(wěn)定、大氣隨機(jī)振蕩以及目標(biāo)移動(dòng)等原因而導(dǎo)致圖像退化的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)無法準(zhǔn)