基于逆成像算法的SAR分布目标原始数据仿真

通过对合成孔径雷达（SAR）成像原理的分析,提出了一种基于逆成像算法的SAR分布目标原始数据的高效仿真方法。该方法根据CS（chirp scaling）成像算法的思想,采用逆推的方法,由目标散射系数计算得到的SAR聚焦成像数据,经过方位向解压缩、距离向解压缩以及距离弯曲补偿,反演模拟出SAR原始数据。给出了利用ICS（inverse chirp scahng）方法获取SAR原始数据的仿真模型和实现步骤,并仿真出SAR分布目标原始数据,经距离多普勒成像算法处理后,给出了原始数据成像结果,仿真结果表明该方法可以快速准确的模拟SAR分布目标原始数据。     

基于稀疏张量分解的高光谱图像压缩

针对高光谱图像带来的大量数据存储和传输的问题,本文提出了一种基于稀疏张量分解的高光谱图像压缩方法。首先,将高光谱图像作为三阶张量进行分析。其次,通过核心张量和压缩比的关系进行张量分解。最后,对数据进行稀疏编码处理。实验结果证明本文方法相对于现有方法来说,重构图像可以获得更高的信噪比,压缩时间更短,具有更好的压缩效果。     

压缩感知在脉冲超宽带穿墙雷达中的应用

传统的超宽带穿墙雷达数据采样需要满足 Nyquist 采样定理,超宽带大数据量增大了 A/D 转换时的硬件压力,压缩感知理论突破了传统 Nyquist 采样的限制,它是基于信号的稀疏性,测量矩阵的随机性和非线性优化算法来对信号进行压缩采样和重构.文章针对超宽带穿墙雷达的具体工作过程和穿墙雷达目标成像空间的稀疏性提出了一种基于压缩感知理论的成像方法,并通过仿真表明了该方法的可行性和有效性.     

基于干涉图加权叠加的图像压缩算法

在对图像进行压缩的过程中,容易出现信息丢失的情况,导致传统图像压缩算法由于相关性低的图像也可参与等权计算,使得图像产生偏差及失真,无法有效实现图像压缩,提出一种基于干涉图加权叠加的图像压缩算法,给出高相关点的平均形变相位变化速率,依据误差传播定律,求出全部干涉图叠加后高相关点受到的大气延迟干扰,对每个图像对应的相关系数进行计算,依据模型采集高相关目标点,干涉图被叠加后,给出高相关点大气延迟对线性形变速率的干扰,通过移位操作获取样本的Exp-Golomb级数,完成编码获取数据的非负映射操作,利用上一个样本的Exp-Golomb编码级数对当前样本值级数进行估测,通过计算原始干涉图数据和压缩后的干涉图数据的压缩比与峰值信噪比,对压缩效果进行度量。通过光谱相对均方误差RQE对压缩前后的原始光谱和复原光谱进行度量。仿真实验结果表明,所提方法具有很高的精度。     

基于网格编码量化的压缩感知量化问题研究

压缩感知理论提出至今,学术界对其理论研究取得了重大的成果,并将其应用于各个领域。本文主要研究其量化方式,将网格编码量化(TCQ)方法应用于压缩感知的信号量化过程,基于压缩感知理论获取采样信号,采样信号运用网格编码量化方式量化,解码端对信号重构,重构使用2D正交匹配追踪算法。实验结果表明,该方法可以减少图像压缩时间,不影响压缩图像的质量。     

三维图像人物运动形态重构技术

针对传统三维图像重构方法无法确定人物运动形态三维位置,重构过程效率低,精度低等弊端,提出一种基于自标定的三维图像人物运动形态重构技术,通过不同位置的两台摄像机移动或旋转拍摄同一场景,得到三维图像对。使摄像机平面标志点的坐标和其成像对应点符合齐次转换关系式,依据单应性矩阵的特性获取两个约束条件,获取相机内参数与外参数,完成初步估计后,对空间三维测量点进行塑造。通过投影矩阵求出空间点三维坐标,为了避免成像畸变,成像极线需满足一定的约束条件,对像素点是否处于摄像机定位模块坐标中进行判断,通过三维图像重构精度评价函数对得到结果进行评价。仿真实验结果表明,所提方法具有很高的精度和效率。     

科技动态

<正>"嫦娥三号"探测有诸多新进展1月17日,国防科工局披露了嫦娥三号探测器"观天、看地、测月"的新进展,它已测出月表11种元素。据介绍,刚刚结束休眠期的"玉兔号"月球车,正勤恳工作着;全景相机、测月雷达、红外光谱仪和粒子激发X射线谱仪四台有效载荷均已开机进行探测。其中,"全景相机"对周围月面进行了360度环拍,获取了多幅图像数据;粒子激发X射线谱仪对月面元素探测后,初步识别出镁、铝、硅、钾等11种元素;测月雷达分别探到了月表下140米内和10米内的浅层结构,从中可看到明显分层;红外成像光谱仪获取的月面目标图像清晰,光谱特征明显。     

基于稀疏测量矩阵的单像素成像方法性能分析

测量矩阵是单像素相机性能的关键因素。测量矩阵决定了压缩重构能否成功和成像的质量,同时也决定了光线资源的利用率。在压缩感知中,稀疏测量矩阵可以较好的实现压缩重构,重构质量较好。但是在单像素相机中,稀疏测量矩阵每次采样的像素点比较少,光线强度也就比较小,有可能降低单像素探测器的灵敏度,影响成像质量。本文就针对单像素成像中稀疏测量矩阵的稀疏率与成像质量之间的关系进行分析,探究稀疏率与单像素探测灵敏度之间的关系,研究稀疏率选择的准则。     

星载SAR方位压缩处理的FPGA实现

星上实时成像处理器是未来星载合成孔径雷达的重要组成部分，它可以进一步提高星载合成孔径雷达的性能，拓宽其应用。方位压缩处理是实时成像处理的核心。本文介绍了合成孔径雷达方位压缩处理的基本原理，并对星上实时成像处理器的系统参数进行了详细分析，提出了一种基于FPGA实现星载合成孔径雷达实时成像处理器中方位压缩处理的方法，完成了包括ISA接口、FFT运算、匹配滤波和复数取模在内的方位压缩处理器的设计。根据星上环境对器件的特殊要求，选用Xilinx的VirtexII系列FPGA进行硬件实现。对点目标仿真数据和实际数据的测试表明，该方法完全满足星上实时处理需求。     

基于高分辨一维距离像的雷达目标三维成像方法研究

针对基于多姿态角下高分辨一维距离像的雷达目标三维成像,本文提出了一种基于互相关方法的散射中心关联和三维成像算法。该方法在穷举所有由一维距离像提取出的散射中心径向距离之间的任意组合的基础上,对散射中心三维坐标进行量化,通过真假散射中心之间的相关,最终获取目标的三维结构信息。与以往方法相比,该方法算法简单,无需大量的目标测量数据。文中给出了应用该方法进行雷达目标三维成像的步骤,仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于局域波分解的机动目标ISAR成像

在飞机一类惰性较大的目标作机动飞行时,在ISAR成像的短时间内,同一距离单元的回波可近似看成多分量线性调频信号的叠加,且调频斜率各不相同. 因此,在ISAR成像的横向压缩处理中,先利用局域波分解方法将每个距离单元的回波分解为若干个线性调频信号,然后再进行Wigner-Ville变换(WVT),获取目标的瞬时多普勒谱,进而实现目标的二维成像. 该处理方法不仅避免了WVT交叉干扰项的产生,而且在保持WVT的高时频分辨能力的同时减少了计算量,仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于稀疏压缩感知的医学图像重构算法的研究

为了更好地适应压缩图像技术的发展,针对图像重构对于资源的需求,本文提出了一种基于稀疏压缩医学图像方法,首先描述压缩感知图像中组成部分,然后在稀疏变换方面引入了字典学习概念,同时引入SCAD函数,有效提高了稀疏变换的要求,对于图像的降噪具有一定的促进,在重构算法部分引入了加权系数概念,使得改进后的算法使得回复重构具有更强的约束,通过测试函数证明,本文的算法在医学图像具有比较好的压缩效果,优于传统的重构算法。     

过采样子带脉冲压缩系统分析以及在SAR中的应用

宽带雷达具有很高的距离分辨率,可以提供丰富的目标信息,但数据量和计算量大成为制约宽带信号实时处理的瓶颈.Rabinkin等人提出了过采样子带脉冲压缩(Over-SamplingSubband Pulse Compression,OSSPC)系统,为解决宽带信号的实时脉冲压缩提供了新的研究方向.本文系统介绍了OSSPC系统,给出了它的设计方法,分析了OSSPC系统的计算复杂度,推导了它的Amdahl加速比公式.在此基础上,本文将OSSPC系统引入合成孔径雷达的距离多普勒(Range-Doppler,RD)成像算法,得到一种新的并行子带RD处理结构,并用计算机仿真验证了它的可行性.     

高光谱成像技术检测薄皮水果内部品质的研究进展

<正>高光谱成像（Hyperspectral Image,HSI）技术将光谱信息和图像信息进行融合,通过一个系统能够同时获取空间信息和光谱信息。基于这样的优势,高光谱成像技术被广泛地应用在食品、药品、纺织业等。本文总结了高光谱成像技术在薄皮水果内部品质检测方面的应用以及研究进展。水果的内部品质包括酸度、糖度、可溶性固形物含量、水分含量和硬度等,这些指标是水果分级的标准。高光谱成像技术能够客观、无损、快速地检测水果的内部品质,为水果的分级提供指导,提升其市场价值。     

浅谈大型光谱仪器在翡翠检测中的应用

在珠宝翡翠市场上,存在着与翡翠内部结构、质地等多方面类似的赝品,赝品种类多集中于大理石岩、钙长石等。鉴于当下对珠宝无损检测的高要求,一些大型光谱仪器在内部在翡翠检测中使用并逐渐推广,如拉曼光谱仪、红外光谱仪等。本文主要讨论了大型光谱仪器在进行翡翠检测中的实际应用情况,旨在找寻检测翡翠成品和翡翠原料的方法,为翡翠的鉴定与评估获取较高的参考价值。     

水下成像后向散射效应的仿真和研究

在激光水下成像技术中,后向散射光是探测器接收到的主要成分,后向散射光降低了水下图像目标的对比度,制约了水下图像的应用。本文针对扩束线扫描照明的水下成像系统,结合激光在水下的传输特性,建立了后向散射光的计算模型,计算了后向散射光在成像系统中灰度分布,分析了照明系统对成像质量的影响,最后将分析结果与实际水下图像数据进行了比对。该方法对水下成像系统光源的优化有着指导意义。     

单光子时间分辨成像光谱仪研发与应用

科学仪器是人们对物理化学反应过程的信息进行测量与控制的重要手段,是科学研究的基础.随着生命科学和纳米科学等相关科学领域的进步,仅仅回答"是什么"(What)和"有多少"(How much)的问题已无法满足科学家探索未知世界的需求,必须还要同时回答"何时发生变化"或"随时间怎样变化"(When)以及"在哪儿发生变化"(Where)的问题.为了达到科学家们想要的"4W"或"四定"(定成份、定量、定时、定位)目标,生命科学、纳米科学、化学以及能源科学等领域迫切需要一种新的光谱仪器技术,能够将时间分辨光谱技术与成像光谱技术进一步相结合,形成新型的时间分辨成像光谱技术,在一次测量中同时获取时间、空间、光谱信息,也就是在一次测量中同时回答"四定"问题.     

过采样子带脉冲压缩系统分析以及在雷达中的应用

宽带雷达具有很高的距离分辨率,可以提供丰富的目标信息,但数据量和计算量大却成为制约宽带信号实时处理的瓶颈。Rabinkin等人提出了过采样子带脉冲压缩(Over-Sampling Subband Pulse Compression, OSSPC)系统,为解决宽带信号的实时脉冲压缩提供了新的研究方向。本文系统介绍了OSSPC系统,给出了它的设计方法,分析了OSSPC系统的计算复杂度,推导了它的Amdahl加速比公式。在此基础上,本文将OSSPC系统引入合成孔径雷达的距离多普勒(Range-Doppler, RD)成像算法,得到一种新的并行子带RD处理结构,并用计算机仿真验证了它的可行性。     

微生物发光技术在净化污染河塘的效果分析

提出一种微生物发光技术在净化河塘污染效果分析方法。首先依据微生物发光技术的原理,确定微生物发光技术检测步骤为提取图像样品并添加荧光素来测定污染物的发光量,求出污染物浓度与活菌数。采用多光谱成像系统,获取350~700 nm波段范围的污染物光谱图像序列,对污染物图像进行分层像素的整合处理,利用欧氏距离度量不同分块污染物图像光谱的特征差异,获取动态区域光谱特征向量,依据目标与图像间光谱特征向量差异,完成对微生物发光技术在净化河塘污染的效果分析。实验证明,微生物发光技术可净化生活污水污染富营养化河塘。     

基于随机重复频率和压缩感知的运动目标ISAR成像

研究压缩感知(CS)理论在运动目标ISAR成像中的应用问题,结合CS理论的使用条件和ISAR雷达系统探测需求,提出一种基于随机重复频率的采样方案.针对毫米波ISAR观测运动目标时有严重的多普勒模糊问题,提出一种基于随机重频的运动目标CS成像方法,并分析随机重复间隔的变化区间宽度和最小变化间隔对该方法性能的影响.计算机仿真和实际数据处理结果验证了本方法的有效性.