用于被动式毫米波成像的小型化Ka波段接收机(英文)

研制了一种工作于Ka波段用于被动式毫米波成像的基于单片微波集成电路(MMIC)的小型化接收机.该接收机主要由毫米波宽带低噪声放大器模块、毫米波小信号二极管检波器和视频放大电路组成.设计、制作、测试了接收机各个组成模块,对接收机的整体特性进行了测试.测试结果表明,该接收机的有效带宽约为7.4GHz、噪声小于3.8dB、增益约为30dB.应用喇叭天线和该接收机获得的一些毫米波图像表明,该接收机可以应用于被动毫米波成像.

被动式太赫兹图像分割算法

提出了一种被动式太赫兹图像识别算法。算法对原始太赫兹图像进行去噪预处理之后,通过对灰度直方图分析并对其曲线拟合,选定种子点和生长阈值对图像进行区域生长,以实现图像分割。实验结果证明,算法能够有效地从被动太赫兹图像背景中提取感兴趣的目标区域,有利于快速准确地发现被检测者隐藏在衣服内的违禁品,增强了安检成像系统的实用性。

被动式人体太赫兹图像中的目标辅助识别

提出一种被动式人体太赫兹安检仪的图像目标标注方法,用于辅助识别被安检人员隐藏携带的违禁物品。分析了探测器中心频率为0.1THz的被动式太赫兹人体安检仪图像特点,根据其特点进行图像增强、分割、轮廓提取等处理,进而实现图像中的目标检测,将其目标位置映射在同场景同时间采集的可见光图像上。实验结果表明,该方法可以有效地提取并标示可疑目标,帮助快速发现衣物下的隐匿物品,提高太赫兹安检仪的实用性。

被动综合孔径成像中的光学处理技术

综合孔径技术已被广泛应用于被动式毫米波成像。由于成像系统的电路需要对天线收到的电信号进行长时间的处理以得到足够多的数据来重建图像,因此成像速度慢是这种方法的主要限制。通过电光幅度调制技术把毫米波调制到激光载波上,带有图像信息的光信号通过光纤传输后再经过透镜可以直接成像。本文从原理上比较了新的电光成像系统和原系统的异同,对于提出的新系统,采用10GHz的微波调制信号,载波波长为1550nm的激光进行一维点源成像仿真。成像结果说明了新的电光系统可以得到含有源辐射强度和方向信息的图像,但由于光纤间距远大于光波长,图像的角度范围大大缩小。仿真结果说明新的成像系统可以快速成像,并且通过增加孔径个数可以提高图像的分辨率。

太赫兹远距离快速扫描成像系统的设计

在太赫兹成像技术研究中,分辨率、成像时间和距离是非常关键的参数指标,为了推动太赫兹成像技术的实用化,特别是提高对隐藏危险物品的远距离快速预警检测能力,提出被动式远距离太赫兹快速扫描成像系统。该系统采用单个太赫兹探测器和光机扫描相结合的方式。扫描子系统中,将六面体转镜置于离轴三反镜系统的平行光路中,使扫描范围从广泛研究中采用的物空间转换到像空间有效缩小了扫描区域,缩短了成像时间。本套被动式扫描成像系统主要参数:探测器频率0.34THz,成像距离10m,视场±1.5°×±1.5°,成像分辨率3cm,成像时间1s。

被动式红外成像气体目标智能检测算法及量化研究进展

在“双碳目标”、安全发展的时代背景下,工业气体泄漏检测因牵涉经济资源、生态环境、生产安全而成为国内外普遍关注的重要问题.气体被动式红外成像因其动态直观、可进行非接触式大范围遥测的特点而被视为检测泄漏的有效工具.在这一技术中,气体目标智能化检测及泄漏量化是两个核心的研究热点问题,且在未来一段相当长的时间内仍会是两项挑战.鉴于此,针对这两方面的研究进行综述.首先,分析基于被动式红外成像气体检测技术的原理,探究影响成像检测结果的关键因素及其作用形式;其次,将气体智能化检测算法按图像识别、视频分类、目标检测、图像分割等不同计算机视觉任务予以分类整理;再次,分别介绍气体量化任务中柱密度、路径浓度、泄漏率三者的测量方法,并重点强调不确定性分析对量化结果的重要性;最后,对气体智能化检测及量化研究中存在的问题提供一些潜在的解决方案,并展望了气体被动式红外成像技术未来的研究方向.

被动式太赫兹图像目标检测研究

研究提出一种被动式太赫兹扫描成像的目标检测方法。用0.22THz被动式扫描成像系统采集原始图像,在滤波去噪后用针孔像分析法获得太赫兹扫描成像系统的点扩展函数,进而用Lucy-Richardson算法重构图像,通过灰度变换和边缘检测增强图像对比度和目标分辨力。实验结果表明,算法能有效改善被动式太赫兹图像质量,提高成像系统探测隐藏可疑物的能力。

基于马尔可夫约束的被动式太赫兹图像复原

太赫兹(THz)波具有的许多独特性质,使其非常适合应用于对人体的安检成像,但是目前原始太赫兹图像的信噪比、对比度和分辨率都有待改善。为提高太赫兹安检图像的质量,研究提出一种基于马尔可夫随机场理论的被动式太赫兹图像复原算法。对原始图像进行去噪和增强的预处理之后,在贝叶斯分析的基础上增加马尔可夫约束项进行图像复原。通过改变迭代次数和正则化参数,得到了清晰度不同的处理结果,经主客观评价指标分析确定了最佳的参数。实验结果证明,本算法可以在被动式太赫兹图像的噪声滤除和边缘信息保持上取得较好的平衡,从而大幅提高太赫兹安检图像的目标分辨能力。

直接检波式毫米波接收机研制

以被动式毫米波成像为应用背景,研制了一种频带宽4GHz、中心频率25GHz的集成直接检波式接收机的原理样机.介绍了接收机的工作原理,设计、制作、测试了原理样机各个功能模块并对整个系统进行了测试.

基于混合Powell法的太赫兹/可见光双波段图像配准

提出一种改进Powell法结合遗传算法的混合算法,配准人体安检仪的太赫兹与可见光双波段图像。针对被动式太赫兹图像特征点难以提取的问题,以互信息为相似性测度,通过遗传算法寻优获取7个仿射变换参数的近似解并将其设置为改进Powell算法的初始点,然后利用改进Powell法的局部搜索能力,得到7个变换参数的精确解。利用单一遗传算法、单一Powell算法和本文混合算法分别对两组太赫兹和可见光图像进行配准。以均方根误差为评价标准对配准结果进行评价。实验结果证明,相比于单一遗传算法和Powell算法,该方法达到了更高的配准精度。能进一步用于太赫兹与可见光双波段图像融合,以提高对衣物内藏匿物品的识别精度,增强太赫兹人体安检仪的实用性。