一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法，該降噪方法將近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的噪聲模型引入到ICA模型中，來擴(kuò)展成像系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)，利用高階累積，對多維加噪的觀測信號進(jìn)行盲源分離（BBS），從而得到有用的信號，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)噪聲的印制。本發(fā)明降噪方法能夠有效的抑制成像系統(tǒng)中的噪聲分量，并且保留有用信號的完整信息。
【專利說明】一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近距離主動毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的不斷推廣，成像系統(tǒng)中的噪聲信號限制了系統(tǒng)的成像質(zhì)量以及危險品的有效檢測，如何有效的抑制成像系統(tǒng)中的噪聲信號成為了近距離主動毫米波圓柱掃描成像的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前，已經(jīng)申請和相關(guān)的學(xué)術(shù)論文中采用的降噪方法可以分為:相參平均的方法、距離窗和背景對消的方法、傅立葉變換分離方法以及基于統(tǒng)計(jì)特性的目標(biāo)特征提取方法。傳統(tǒng)的相參平均的方法要求噪聲信號的均值為零，并且是高斯平穩(wěn)隨機(jī)過程，每次的觀測不相關(guān)，該方法對于實(shí)際的時變系統(tǒng)效果非常有限，對于除了高斯白噪聲的其他噪聲沒有任何作用。采用距離窗和背景對消的方法對于相參系統(tǒng)的直接散射的背景噪聲信號有很好的效果，但是對背景和目標(biāo)之間的多次反射引起的噪聲信號沒有很好的效果。傅立葉變換分離方法是通過對信號傅立葉變換后分離噪聲信號和目標(biāo)信號，該方法是通過對信號進(jìn)行空間頻率域和空間域的變換后通過相應(yīng)的濾波器分離噪聲干擾信號，通過該方法只能夠分離部分的噪聲干擾信號，由于濾波器的使用也會引入一定的噪聲干擾信號。基于統(tǒng)計(jì)特性的目標(biāo)特征提取方法是利用信號的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行目標(biāo)特征提取的算法，由于信號往往表現(xiàn)出非穩(wěn)態(tài)性及非高斯性，都對特征提取方法提出了較高要求，現(xiàn)有的特征提取方法如主分量分析(PCA)等，往往僅利用信號的二階統(tǒng)計(jì)信息，這對于高斯型數(shù)據(jù)分析來說通常是足夠了，當(dāng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)非高斯特性時，則變得無能為力。小波變換(WAVELET)雖然可提取信號的非穩(wěn)態(tài)特征，但它也是線性的，而且，WAVELET的表征往往是非自適應(yīng)的，另外，傳統(tǒng)的WAVELET特征提取方法往往使用復(fù)雜，且提取的信號特征信息難以量化表達(dá)，這在某種程度上限制了它的應(yīng)用。獨(dú)立統(tǒng)計(jì)分析(ICA)采用高階特征提取方法，以獲取典型的、獨(dú)立的信號源量化特征，ICA可視作是PCA的高階擴(kuò)展。ICA問題可歸納為:僅從觀測樣本出發(fā)，實(shí)現(xiàn)傳輸信道的辨識和源信號的估計(jì)，是一種盲的信號處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法，以使能有效抑制成像系統(tǒng)中的噪聲信號，提高成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法，該降噪方法包括如下步驟:
[0007]S1.在成像系統(tǒng)的成像區(qū)域沒有目標(biāo)條件下，對成像系統(tǒng)進(jìn)行采樣，得到采樣數(shù)據(jù)
Xnoise=S ( ω，θ , ζ);
[0008]S2.在成像系統(tǒng)的成像區(qū)域有目標(biāo)條件下，對成像系統(tǒng)進(jìn)行采樣，得到采樣數(shù)據(jù)S' (ω，θ，ζ)，并將所述S' (ω，θ，ζ)和Xmise合并在一起構(gòu)建觀測矩陣χ，并對該矩陣進(jìn)行白化處理；
[0009]S3.對所述白化后的觀測矩陣構(gòu)建四階累積矩陣Qz(M)；
[0010]S4.對Qz (M)進(jìn)行特征分解，得到酉矩陣U ；
[0011]S5.根據(jù)酉矩陣U確定估計(jì)矩陣3得到信源s的估計(jì)。
[0012]所述觀測矩陣進(jìn)行白化處理結(jié)果為:
【權(quán)利要求】
1.一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法，其特征在于，該降噪方法包括如下步驟: S1.在成像系統(tǒng)的成像區(qū)域沒有目標(biāo)條件下，對成像系統(tǒng)進(jìn)行采樣，得到采樣數(shù)據(jù)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法，其特征在于，所述觀測矩陣進(jìn)行白化處理結(jié)果為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種近距離主動式毫米波圓柱掃描成像系統(tǒng)的降噪方法，其特征在于，所述四階累積矩陣Qz(M)為: Q-XM)，其中，是矢量 ζ 中第 i，j, k, I 四個分量的四維累積，i≥ 1，j≤η，η為白化觀測矩陣ζ⑴中包含的分量個數(shù)，mlk是矩陣M的第k, I元素。
【文檔編號】G01S7/36GK103630883SQ201310716754
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】溫鑫, 方維海, 費(fèi)鵬, 年豐 申請人:北京無線電計(jì)量測試研究所