检索结果-南通市图书馆

作者：曹昭昌电子科技大学

学位级别：硕士

太赫兹无源成像（Terahertz/THz Passive Imaging）利用太赫兹频段的高穿透性,并收集目标本身辐射的太赫兹波进行成像,能够实现对隐匿物体的成像,并根据成像结果判定隐匿目标的类别,实现对隐匿目标的识别,是安检技术的研究热点,为国际... 详细信息

太赫兹无源成像（Terahertz/THz Passive Imaging）利用太赫兹频段的高穿透性,并收集目标本身辐射的太赫兹波进行成像,能够实现对隐匿物体的成像,并根据成像结果判定隐匿目标的类别,实现对隐匿目标的识别,是安检技术的研究热点,为国际反恐维稳提供重要的技术支撑。太赫兹无源成像获取的太赫兹无源图像分辨率有限,在对其进行目标检测识别之前,需要利用一些图像处理算法对其进行处理,如图像去噪算法,图像融合算法,图像超分辨算法和图像目标边缘提取算法等。本论文依托实际项目,主要研究图像超分辨算法（super-resolution algotihm,SR）和目标边缘提取（contour extraction algotihm,CE）算法。针对这些算法,本文开展了相关的理论分析,方法研究及实验仿真等工作,主要有:（1）基于太赫兹无源成像技术的基础理论,分析研究了太赫兹无源成像的辐射测量原理,形成了本论文算法研究的技术路线,为太赫兹无源成像图像超分辨算法和目标边缘提取算法提供理论支撑。（2）研究提出了一种基于去噪残差网络的太赫兹无源成像图像超分辨算法。针对太赫兹无源图像受到多种降质因素（这其中主要有受天线孔径影响带来的下采样、高频细节丢失和噪声带来的模糊等）的影响而带来的部分图像信息丢失的现象,使得采用传统卷积神经网络效果不好的问题,结合卷积操作的滤波功能和反卷积操作的逆滤波功能,可以实现卷积神经网络的去模糊功能。该方法相比于加深网络层数提高网络性能的方式,能加快网络的训练速度且重建效果比加深网络层数的方式更好。（3）基于主动轮廓模型,研究提出了一种针对太赫兹无源成像的目标边缘提取算法。针对主动轮廓模型对初始轮廓位置敏感,对凹陷区域收敛不好的问题,先利用局部最大类间方差法对太赫兹无源图像进行一次阈值分割,再在阈值分割的基础上对太赫兹图像进行主动轮廓提取,该方法能有效收敛到太赫兹无源图像凹陷的边缘部分,能进一步提高目标边缘提取的准确性。以上工作已通过实际实验仿真验证,结果表明,这些方法能够有效实现高分辨率图像的重构以及目标边缘的提取。

关键词：太赫兹无源成像超分辨边缘提取卷积神经网络主动轮廓模型

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太赫兹无源成像图像增强及目标分割算法研究

太赫兹无源成像图像增强及目标分割算法研究

作者：康应成电子科技大学

学位级别：硕士

当前主流的人体安检设备大多为金属探测门,但其仅能对人身携带的金属物品进行检测,而对其他非金属材质的物品检测能力不足。太赫兹无源成像技术采用无源的工作方式,被动地接收人体和隐蔽目标自身辐射的太赫兹频段电磁波来进行成像,对人... 详细信息

当前主流的人体安检设备大多为金属探测门,但其仅能对人身携带的金属物品进行检测,而对其他非金属材质的物品检测能力不足。太赫兹无源成像技术采用无源的工作方式,被动地接收人体和隐蔽目标自身辐射的太赫兹频段电磁波来进行成像,对人体无辐射性危害。并且太赫兹频段电磁波对衣物等具有高穿透性,可以探检到隐藏在人体衣物内的各类危险物品,该技术在公共场所的人体安检设备中具有重要的应用前景和研究价值。本论文的研究依托于实际的科研项目。由于太赫兹无源成像系统所采集到的原始图像受到噪声影响,以及系统成像分辨率等限制,导致了隐蔽目标成像的图像边缘变得模糊。因此在进行隐蔽目标分割之前,需先进行图像增强,去除图像中的噪声,并增强图像的边缘细节;再利用增强后的图像对其中的隐蔽目标进行准确地分割。基于以上需求,本论文主要的工作如下:(1)简介了太赫兹无源成像系统的组成结构与工作原理,分析了成像原始图像的噪声、边缘等特性,为后续图像增强算法的研究提供理论依据。(2)分析了各向异性扩散和全变分图像增强方法的基本原理,针对这两种方法在去除噪声同时,对边缘细节保护不足的问题,提出了一种基于能量最小化的各向异性扩散改进算法:将全变分方法的能量最小化原理应用到各向异性扩散方法中,并加入线性罚函数,将原问题转换为一个无约束最优化问题,来实现图像增强。仿真表明,改进后的图像增强算法在平滑图像的同时也能很好地保护目标的边缘。(3)分析了最大类间方差方法的基本原理,针对该方法在处理呈单峰分布的太赫兹图像时不能有效分割隐蔽目标的问题,提出了一种基于图像分块和梯度幅值的目标分割改进算法:将原始图像进行分块,并对分块后的每个子图像利用其梯度幅值,对其直方图进行改进;最后利用改进后的直方图进行最大类间方差法分割。仿真表明,改进后的阈值分割算法有效地解决了最大类间方差方法的欠分割问题。(4)分析了区域生长分割方法的基本原理,并对该方法的三个关键因素进行改进。针对初始种子点选取自动化程度不高的问题,提出了将基于模糊聚类的分割方法分割出的目标区域中心点作为初始种子点;针对生长阈值不具有适应性的问题,提出利用待生长像素梯度幅值动态调整生长阈值;针对生长终止条件的改进,利用Canny边缘检测后的目标边缘作为生长的终止条件。仿真表明,改进后的区域生长算法能有效地提高分割的准确率。

关键词：太赫兹无源成像图像增强目标分割能量最小化梯度幅值

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太赫兹无源成像超分辨处理算法研究

太赫兹无源成像超分辨处理算法研究

作者：蒋金典电子科技大学

学位级别：硕士

随着社会的发展,人流量的增加,安检和监控成为了进入各大公共场所不可或缺的步骤。同时,随着人们越来越重视健康,对安检设备的安全性和高效性要求越来越高。当前,需要一种能够探测隐匿于衣物下的不同材质的隐匿目标,又对人体没有辐射的... 详细信息

随着社会的发展,人流量的增加,安检和监控成为了进入各大公共场所不可或缺的步骤。同时,随着人们越来越重视健康,对安检设备的安全性和高效性要求越来越高。当前,需要一种能够探测隐匿于衣物下的不同材质的隐匿目标,又对人体没有辐射的安检设备。太赫兹无源成像系统是利用物体自身辐射的太赫兹频段能量进行成像,且太赫兹频段具有衣物穿透性、高分辨性、不发射照射信号等特点,可以很好地探测人体衣服隐匿的目标。在安检监控领域有重要的研究和应用价值。在实际应用中,由于成像过程中可能会丢失部分场景中的信息,且无源图像质量并不一定理想,存在着各种噪声污染,并导致了图像分辨率低等问题。为了给后续的图像检测、识别等算法处理打好基础,有必要提高系统输出图像的质量,因此,需要进行去噪、超分辨等处理。本论文依托实际科研项目,主要研究了图像超分辨算法(super-resolution algotihm,SR)以及必要的图像去噪处理。本论文开展了相关的理论分析、算法研究、实验仿真以及工程实现等工作。具体包括以下几点:1)介绍了无源成像技术的基础理论和方法,分析研究了太赫兹无源成像系统的辐射测量原理和成像过程。在此基础上,形成了本论文算法研究的技术路线,为太赫兹无源成像图像超分辨处理算法提供了理论支撑。2)分析研究了适用于太赫兹频段无源成像的去噪算法,主要针对太赫兹无源成像受到的环境干扰和系统波动等影响。传统的去噪滤波算法不能根据图像信息的差异去除噪声,还会模糊图像边缘细节;本论文研究的“基于引导滤波的去噪算法”可以有效针对太赫兹频段图像自身的特点,对不同的图像细节进行特异性去噪,有效保留图像的边缘以及去除噪声。3)分析了“基于自学习的超分辨算法”,研究提出了一种针对太赫兹无源成像系统的改进超分辨算法。该算法结合了传统超分辨方法不需要训练集的特点,可以对图像自身的信息进行学习,以实现图像的超分辨处理。4)分析研究了多种基于深度学习的超分辨算法,综合了平行残差网络和残差稠密网络的特点,设计了一种基于平行残差稠密网络的超分辨算法。该算法提取特征的能力强,相比残差稠密网络,具有更快的训练和处理速度;并能够有效解决训练的梯度爆炸和梯度消失等问题。仿真结果表明,该算法能够准确快速地实现超分辨处理。

关键词：太赫兹无源成像图像去噪引导滤波图像超分辨深度学习

太赫兹无源成像系统伺服扫描机构设计与通道均衡算法研究

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太赫兹无源成像系统伺服扫描机构设计与通道均衡算法研究

作者：彭源电子科技大学

学位级别：硕士

太赫兹(Terahertz)无源成像是一种对太赫兹波段电磁波采用无源检测完成成像的方法。太赫兹因为其相对毫米波波长更短的特性在成像空间分辨率上有更好的优势,同时不发射电磁波的特点使得对人体不会造成损伤,使其在安检领域具有很好的应... 详细信息

太赫兹(Terahertz)无源成像是一种对太赫兹波段电磁波采用无源检测完成成像的方法。太赫兹因为其相对毫米波波长更短的特性在成像空间分辨率上有更好的优势,同时不发射电磁波的特点使得对人体不会造成损伤,使其在安检领域具有很好的应用前景,利用太赫兹无源成像技术进行安全检查已经成为国内外人体安检技术发展的新趋势。伺服扫描结构是太赫兹无源成像系统的重要组成部分,其通过驱动天线进行运动,实现人体区域的扫描成像。该论文以实际项目对伺服机构的性能指标要求出发,完成了伺服扫描机构的设计。由于系统制造成本和工艺等现实原因的限制,太赫兹线阵扫描成像系统中不同通道之间存在响应不一致的问题,导致成像出现条带噪声,难以检测出隐匿目标。该论文针对通道不均衡提出了两种通道均衡方法,降低了通道不均衡的不良影响,进行了仿真分析和实验验证。该论文依托于实际科研项目开展研究,主要的研究内容包括:(1)基于太赫兹无源成像技术的基础理论,研究太赫兹波段下物体的辐射特性与亮温温度的数学模型,分析太赫兹无源成像的技术优势。(2)根据项目的任务目标,完成了扫描伺服机构的方案分析与比较,确定了系统的机械结构组成、扫描方式、工作流程。(3)分析论证了伺服系统关键参数以及系统接口关系,进行了主要器件的选型,研究了扫描特性曲线,完成了伺服机构实现方案设计。(4)研究了基于场景假设的通道均衡算法。对传统二点定标法进行了改进,定标源从外界的“冷热定标源”改为图像中两处区域。新的方法可以降低硬件成本,减少了在系统运行中的反复调试过程。(5)研究了基于卡尔曼(Kalman)滤波的通道均衡算法。针对传统卡尔曼滤波算法耗时多和存储空间占用多的问题,改进了卡尔曼滤波的分帧算法,减少了空间和时间复杂度,提升了实时性。

关键词：太赫兹无源成像伺服机构二维扫描通道均衡非均匀性校正

无源太赫兹成像系统数据采集与通道均衡方法研究

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无源太赫兹成像系统数据采集与通道均衡方法研究

作者：张成东电子科技大学

学位级别：硕士

太赫兹无源探测成像技术是一项新兴的成像技术,该成像技术使用的太赫兹频段电磁波波长短,成像时分辨率高,同时不会主动发射电磁波,具有安全无辐射的特点。利用太赫兹无源探测成像技术进行安全检查已经成为国内外人体安检技术发展的新趋... 详细信息

太赫兹无源探测成像技术是一项新兴的成像技术,该成像技术使用的太赫兹频段电磁波波长短,成像时分辨率高,同时不会主动发射电磁波,具有安全无辐射的特点。利用太赫兹无源探测成像技术进行安全检查已经成为国内外人体安检技术发展的新趋势。在太赫兹无源探测成像系统中,图像数据采集是系统中的重要功能部分,是整个系统正常工作的基础,其主要将来自前端通道的模拟信号转换为数字信号,并通过排序重组为数字图像,从而实现系统成像。同时,受限于当前工艺的水平以及研制成本等因素,太赫兹无源探测成像系统多采用多通道线阵扫描成像的系统结构,而各个通道间的响应函数不完全一致,这会对系统的成像质量产生影响,进而影响后续的检测、跟踪算法处理的效果。本论文基于课题组的实际科研项目,在太赫兹无源成像系统图像数据采集以及通道均衡方法方面,完成了如下的研究工作:(1)分析了太赫兹无源探测成像技术的基本原理以及成像系统的基本结构;研究了多通道扫描成像方式产生条带噪声的原因及条带噪声特性;讨论了几种图像去条带效果的评价方法。(2)根据成像系统的基本结构以及扫描成像原理,对数据采集传控单元进行了功能分析和方案设计;根据项目要求进行了指标分析及论证,并据此完成了主要器件的选型、硬件电路的设计实现;同时进行了硬件电路功能的基础测试,测试结果验证了该硬件电路设计满足要求。(3)基于Quartus软件开发平台,利用Verilog HDL语言完成了数据采集传控单元的数字逻辑电路的设计,包括了编码器角度获取、图像数据采集控制、图像排列存储、图像数据传输等功能需求,并利用ModelSim软件对其进行了仿真验证。(4)针对多通道线阵扫描成像系统成像结果出现条带噪声的问题,研究了通道失衡的模型。研究分析了传统的两点定标方法及单点定标方法的优缺点,并研究了一种改进的单点定标后再校正的均衡方法,通过仿真实验对该方法进行了验证。(5)研究分析了常用的基于场景的通道均衡方法,针对传统的矩匹配方法在近场无源成像系统结果图像的去条带应用中,改变原始图像的光谱结构同时又带来新的条带噪声的问题,研究了相应的改进算法,并利用图像进行仿真验证。

关键词：太赫兹无源成像数据采集条带噪声通道均衡矩匹配