基于改进OMP的超宽带穿墙雷达稀疏成像方法 被引量：3

1

作者 晋良念 钱玉彬 +2 位作者 申文婷 刘琦 张燕 《电子技术应用》 北大核心 2015年第11期135-139,共5页

在超宽带穿墙雷达成像应用中,压缩感知理论应用可以获得高分辨率稀疏成像。但这必须建立在目标恰好落在预设网格点的前提条件下,一旦目标偏离预设网格点,目标像会发生偏移,甚至还会产生虚假像。本文提出一种基于梯度优化的贝叶斯假设检... 在超宽带穿墙雷达成像应用中,压缩感知理论应用可以获得高分辨率稀疏成像。但这必须建立在目标恰好落在预设网格点的前提条件下,一旦目标偏离预设网格点,目标像会发生偏移,甚至还会产生虚假像。本文提出一种基于梯度优化的贝叶斯假设检验正交匹配追踪(GBTOMP)稀疏成像方法。该方法以传统正交匹配追踪(OMP)为基础,从预设网格点空间位置出发,以梯度优化的最速上升方法搜索到目标真实空间位置,并由此修正模型中的感知矩阵,再利用修正后的感知矩阵恢复目标散射系数。考虑到正交匹配追踪会带来冗余下标,利用贝叶斯假设检验设置一个合适的门限去冗余以保证目标真实像的准确恢复。仿真和实验结果表明,该方法校正了目标偏离预设网格所带来的模型误差,稀疏成像效果明显改善。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达成像 偏离网格 修正正交匹配追踪 贝叶斯假设检验

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基于深度迭代网络的穿墙雷达成像方法 被引量：1

2

作者 王玉皞 张玥 +2 位作者 周辉林 刘且根 蔡琦 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期546-554,共9页

联合墙杂波抑制及图像重建迭代求解方法为当前较前沿的穿墙雷达成像(through-the-wall radar imaging,TWRI)算法,能够同时抑制墙体杂波和重构目标图像,但仍存在收敛速度慢、人工干预过多以及对初值的选取敏感等问题,难以快速精确地进行... 联合墙杂波抑制及图像重建迭代求解方法为当前较前沿的穿墙雷达成像(through-the-wall radar imaging,TWRI)算法,能够同时抑制墙体杂波和重构目标图像,但仍存在收敛速度慢、人工干预过多以及对初值的选取敏感等问题,难以快速精确地进行目标成像.针对上述问题,本文提出一种联合低秩与稀疏分解驱动的可学习深度迭代网络的TWRI方法.该方法利用穿墙雷达场景下墙体杂波的低秩特性以及待重建目标图像的稀疏特性,首先将穿墙雷达成像问题建模为联合低秩与稀疏分解的正则化优化问题,然后采用变分框架和轮换策略将优化问题转化成两个准线性优化子问题并推导其更新公式,最后将上述迭代更新公式映射到网络结构中,展开成深度迭代网络模型并采用端到端学习策略,形成融合物理模型的可学习深度迭代网络框架.仿真结果表明该方法能够有效抑制墙体杂波,相对于其他方法显著提高了目标成像精度和速度. 展开更多

关键词 穿墙雷达成像(TWRI) 低秩与稀疏联合分解 深度迭代可学习网络 墙杂波抑制 稀疏成像

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基于折射角近似的穿墙成像墙体补偿方法 被引量：1

3

作者 贾勇 陈胜亿 +2 位作者 晏超 张伟 郭勇 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2019年第5期12-15,共4页

穿墙成像雷达探测中墙体穿透将导致目标图像散焦和位置偏移,墙体补偿是解决这一问题的关键。最短路径法是实现精确墙体补偿的典型算法,但存在运算量大的问题。为解决上述问题,提出了上述基于折射角近似的穿墙成像墙体补偿方法,其原理是... 穿墙成像雷达探测中墙体穿透将导致目标图像散焦和位置偏移,墙体补偿是解决这一问题的关键。最短路径法是实现精确墙体补偿的典型算法,但存在运算量大的问题。为解决上述问题,提出了上述基于折射角近似的穿墙成像墙体补偿方法,其原理是利用折射角近似法得到大幅度缩短的最短路径法搜索区间,从而显著减小运算量。一方面,不同墙体参数的数值分析结果定量说明了减小运算量的程度;另一方面,MATLAB仿真结果证明了算法在有效减少计算量的同时实现了精确墙体补偿。 展开更多

关键词 穿墙成像雷达 折射角近似 最短路径法 墙体补偿

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基于分式平滑l_(0)范数的穿墙雷达稀疏成像算法

4

作者 李家强 杨广乐 +2 位作者 徐必勇 胡张燕 陈金立 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2022年第12期1147-1153,共7页

针对高分辨率穿墙雷达系统采用宽带信号和大孔径阵列天线而产生大量数据的问题,在雷达成像过程中采用压缩感知理论以降低数据量需求,提出一种分式平滑l_(0)范数的穿墙雷达稀疏成像算法。通过对墙体存在所导致的电磁波传播时延和折射进... 针对高分辨率穿墙雷达系统采用宽带信号和大孔径阵列天线而产生大量数据的问题,在雷达成像过程中采用压缩感知理论以降低数据量需求,提出一种分式平滑l_(0)范数的穿墙雷达稀疏成像算法。通过对墙体存在所导致的电磁波传播时延和折射进行补偿与修正,重新构建了穿墙雷达成像模型,并利用墙后目标稀疏性的特点,将成像问题转化为l_(0)范数最小化问题。重构图像的过程中提出了一种新的平滑函数以提高对l_(0)范数的逼近程度,并用最速下降法求解最优化问题。仿真结果表明,所提算法能够在欠采样条件下实现对目标位置的精确成像,具有较优的抗噪性能。 展开更多

关键词 穿墙雷达成像 压缩感知 l_(0)范数 稀疏信号重构

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穿墙雷达成像中墙体回波抑制

5

作者 敖卓均 贾勇 《湛江师范学院学报》 2010年第6期64-74,共11页

在穿墙雷达成像应用中,墙体作为稳定的强散射体存在,对目标回波信号造成严重干扰.该文针对静止目标成像,提出用墙体回波估计后对消和滤波器滤除墙体回波的方法来抑制墙体回波,并仿真验证.另外提出墙体图像提取对消和多视角图像融合对墙... 在穿墙雷达成像应用中,墙体作为稳定的强散射体存在,对目标回波信号造成严重干扰.该文针对静止目标成像,提出用墙体回波估计后对消和滤波器滤除墙体回波的方法来抑制墙体回波,并仿真验证.另外提出墙体图像提取对消和多视角图像融合对墙体回波抑制的可行性. 展开更多

关键词 穿墙雷达成像 对消 多视角图像融合 墙体回波抑制

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基于折射波静校正的未知参数穿墙成像合成延迟时算法

6

作者 李家强 刘然 +3 位作者 徐才秀 陈金立 陈焱博 朱艳萍 《电讯技术》 北大核心 2021年第5期582-588,共7页

在穿墙雷达实际应用中,墙体一般由两层不同介质构成,且各层墙体参数未知。若对墙后目标直接成像,会产生目标散焦或位置偏移。针对该问题,提出了基于折射波静校正的合成延迟时方法对墙后目标进行聚焦成像。首先读取每根接收天线回波数据... 在穿墙雷达实际应用中,墙体一般由两层不同介质构成,且各层墙体参数未知。若对墙后目标直接成像,会产生目标散焦或位置偏移。针对该问题,提出了基于折射波静校正的合成延迟时方法对墙后目标进行聚焦成像。首先读取每根接收天线回波数据确定电磁波的折射回波时刻,通过基本折射方程得到延迟时超定方程组,解此超定方程组可得电磁波在外层墙体内的传播时延,再运用相邻发射天线和相邻接收天线延迟时之差估计内层墙体中电磁波的传播时延,最后各个通道内传播时延依次相加后运用后向投影算法获得目标精确成像。对成像位置精度、图像熵,以及输入输出目标杂波比等性能的分析和比较证明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 穿墙雷达成像 合成延时 折射波静校正 BP成像

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基于奇异值分解的墙杂波抑制 被引量：3

7

作者 王芳芳 洪伟 +1 位作者 张业荣 张华美 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2017年第3期52-59,共8页

在穿墙雷达成像中,天线耦合波、墙体反射波等杂波常常将目标信号淹没,对目标信号的提取存在较大干扰,尤其对靠近墙体目标的影响更为明显。如何有效抑制墙杂波,提高目标检测率成为墙后目标成像的关键问题。基于对目标散射信号与墙杂波信... 在穿墙雷达成像中,天线耦合波、墙体反射波等杂波常常将目标信号淹没,对目标信号的提取存在较大干扰,尤其对靠近墙体目标的影响更为明显。如何有效抑制墙杂波,提高目标检测率成为墙后目标成像的关键问题。基于对目标散射信号与墙杂波信号特征的深入分析,提出了一种基于奇异值分解的墙杂波抑制方法。为验证所提方法的可行性与有效性,利用时域有限差分方法对穿墙探测场景进行建模,并采用所提方法对回波数据进行处理。实验结果表明,该方法能够在无任何先验信息条件下达到墙杂波抑制效果。 展开更多

关键词 穿墙雷达成像 墙杂波抑制 奇异值分解

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超宽带穿墙雷达双稳健波束互相关加权的自适应成像方法 被引量：1

8

作者 晋良念 欧阳缮 肖海林 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1644-1648,共5页

为了改善超宽带穿墙雷达目标成像质量,论文提出双稳健波束互相关加权的自适应成像方法。该方法将基阵交替划分为两个子阵,利用双约束稳健Capon波束形成(DRCB)独立估计子阵波束输出信号,取其信号和的能量作为像值获得高成像分辨率和强干... 为了改善超宽带穿墙雷达目标成像质量,论文提出双稳健波束互相关加权的自适应成像方法。该方法将基阵交替划分为两个子阵,利用双约束稳健Capon波束形成(DRCB)独立估计子阵波束输出信号,取其信号和的能量作为像值获得高成像分辨率和强干扰抑制能力;又因两波束的输出具有非常相似的主瓣响应和不同旁瓣响应的特点,取其互相关系数加权像值,可以减小旁瓣达到提高成像对比度的目的。时域有限差分(FDTD)数值仿真和实验数据处理结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达成像 双约束稳健Capon波束形成 互相关系数 分辨率 对比度

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基于IALM的穿墙雷达成像算法

9

作者 张珊珊 赵建华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第11期77-83,共7页

针对传统压缩感知穿墙雷达成像算法存在的计算过程复杂、对噪声较敏感等问题,提出一种压缩感知框架下的基于非精确增广拉格朗日乘子(Inexact Augmented Lagrange Multiplier,IALM)的穿墙成像算法。考虑到墙体回波信号的低秩性和目标信... 针对传统压缩感知穿墙雷达成像算法存在的计算过程复杂、对噪声较敏感等问题,提出一种压缩感知框架下的基于非精确增广拉格朗日乘子(Inexact Augmented Lagrange Multiplier,IALM)的穿墙成像算法。考虑到墙体回波信号的低秩性和目标信号的稀疏性,将穿墙成像视为正则化最小二乘优化问题,并转化为一个含核范数和l_1范数的复合优化问题。通过非精确增广拉格朗日乘子法交替更新迭代求解墙杂波矩阵和目标矩阵,从而完成目标重构。仿真结果表明所提算法的信杂比较好,并在显著提高目标成像精度的同时提高了处理速度。 展开更多

关键词 压缩感知 穿墙雷达成像 非精确增广拉格朗日乘子

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UWB-MIMO穿墙雷达三维成像与运动补偿算法研究 被引量：10

10

作者 刘新 阎焜 +3 位作者 杨光耀 叶盛波 张群英 方广有 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期2253-2260,共8页

该文提出一种适用于超宽带MIMO稀疏阵列的Kirchhoff迁移成像和运动补偿方法。该方法将传统Kirchhoff积分方程引入到MIMO阵列中,并利用后向格林函数替代前向格林函数来解决小阵列大视场的问题。另外,在通过微波开关切换分时复用的方式来... 该文提出一种适用于超宽带MIMO稀疏阵列的Kirchhoff迁移成像和运动补偿方法。该方法将传统Kirchhoff积分方程引入到MIMO阵列中,并利用后向格林函数替代前向格林函数来解决小阵列大视场的问题。另外,在通过微波开关切换分时复用的方式来采集接收单元回波数据的同时,增加1个参考通道直接采集参考单元的回波信号来估计运动目标的位置变化信息,对MIMO通道的数据进行运动补偿后再进行3D成像,有效避免了因目标运动导致的散焦和成像结果偏移真实位置的问题。 展开更多

关键词 穿墙雷达成像 稀疏阵列 超宽带 运动补偿

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超宽带穿墙雷达偏离网格目标稀疏成像方法 被引量：10

11

作者 晋良念 钱玉彬 +1 位作者 刘庆华 欧阳缮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期743-748,共6页

在超宽带穿墙雷达成像应用中,由于目标成像空间的稀疏性表示可以采用压缩感知在较少数据采集下获得高分辨、低旁瓣的成像结果。然而,这些稀疏成像方法要求真实目标必须位于预设的网格点上才能保证较好的成像质量,否则会出现严重的虚假... 在超宽带穿墙雷达成像应用中,由于目标成像空间的稀疏性表示可以采用压缩感知在较少数据采集下获得高分辨、低旁瓣的成像结果。然而,这些稀疏成像方法要求真实目标必须位于预设的网格点上才能保证较好的成像质量,否则会出现严重的虚假目标像。本文提出一种基于修正贝叶斯压缩感知的偏离网格目标稀疏成像方法。该方法对偏离网格目标的感知矩阵在预设网格点进行一阶泰勒级数展开,把真实目标与网格点之间的偏移量视为稀疏贝叶斯模型的参数,然后通过构造的联合概率密度函数利用最大期望方法联合估计目标散射系数和偏移量,保证了目标真实像的准确恢复。仿真和实验结果表明,该方法通过校正目标偏离网格引起的模型误差有效改善了传统稀疏重建方法的成像质量。 展开更多

关键词 穿墙雷达稀疏成像 偏离网格问题 修正贝叶斯压缩感知

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一种基于多核DSP的穿墙雷达成像算法的并行实现 被引量：1

12

作者 张晨华 欧阳缮 +2 位作者 叶金才 马荣华 王鲁豫 《桂林电子科技大学学报》 2018年第5期345-350,共6页

为了解决超宽带穿墙雷达成像算法实现效率低的问题,提出一种基于多核DSP的并行实现方法。该方法根据超宽带雷达BP成像算法的特点,选用主从模式的任务架构对其进行任务规划,利用核间通信机制(IPC)实现8核之间的同步通信及任务处理,并设... 为了解决超宽带穿墙雷达成像算法实现效率低的问题,提出一种基于多核DSP的并行实现方法。该方法根据超宽带雷达BP成像算法的特点,选用主从模式的任务架构对其进行任务规划,利用核间通信机制(IPC)实现8核之间的同步通信及任务处理,并设计以太网传输接口实现DSP与PC端的数据快速互通。实验结果表明,在保证成像质量的前提下,提高了成像实现的实时性。 展开更多

关键词 多核DSP 穿墙雷达成像 核间通信 以太网接口

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组合字典下超宽带穿墙雷达自适应稀疏成像方法 被引量：10

13

作者 晋良念 申文婷 +1 位作者 钱玉彬 欧阳缮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1047-1054,共8页

针对现有超宽带穿墙雷达稀疏成像算法大多只采用点目标稀疏基表示模型和稀疏优化的正则化参数不能被自适应调整以及目标位置不在划分网格上带来虚假像的问题,该文提出一种基于贝叶斯证据框架的自适应稀疏成像方法。该方法首先利用组合... 针对现有超宽带穿墙雷达稀疏成像算法大多只采用点目标稀疏基表示模型和稀疏优化的正则化参数不能被自适应调整以及目标位置不在划分网格上带来虚假像的问题,该文提出一种基于贝叶斯证据框架的自适应稀疏成像方法。该方法首先利用组合字典独立稀疏表示场景中的点目标和扩展目标,然后在建立的偏离网格稀疏表示模型的基础上分层最大化各参数的似然函数,用第1层推理结合共轭梯度算法估计组合字典的各稀疏表示系数,用第2层推理估计正则化参数和目标的偏离网格量,最终通过迭代优化参数的设置得到问题的求解。仿真和实验结果表明,该方法不仅同时自适应增强穿墙场景中的点目标和扩展目标,还消除了偏离网格目标引起的虚假像。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达稀疏成像 组合字典 证据框架 参数自适应调整

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基于改进Camshift的穿墙雷达运动人体目标成像跟踪算法 被引量：15

14

作者 李松林 贾勇 +2 位作者 郭勇 钟晓玲 崔国龙 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第2期528-532,609,共6页

针对穿墙雷达运动人体目标图像"闪烁"与"抖动"的特点,提出基于改进Camshift的穿墙雷达运动人体目标成像跟踪算法。首先,针对形成的连续多帧穿墙雷达图像以及对应的颜色概率分布图,引入目标预测过程以确定图像中运... 针对穿墙雷达运动人体目标图像"闪烁"与"抖动"的特点,提出基于改进Camshift的穿墙雷达运动人体目标成像跟踪算法。首先,针对形成的连续多帧穿墙雷达图像以及对应的颜色概率分布图,引入目标预测过程以确定图像中运动目标搜索波门,消除波门外的杂波干扰;然后,利用颜色概率分布图,在波门内自适应迭代调整目标搜索窗尺度,匹配形状与大小变化的目标图像以提取目标位置;最后,对提取的目标位置进行α-β滤波,形成连续平滑的目标运动跟踪航迹,实现基于穿墙雷达成像的建筑物内运动人体稳定航迹跟踪。多输入多输出(MIMO)穿墙雷达实验结果显示,与传统Camshift和Meanshift算法相比,改进后算法的跟踪航迹误差分别降低了40.99%和43.09%,获得了更加准确和平滑的目标运动航迹。 展开更多

关键词 穿墙雷达成像 多输入多输出阵列 CAMSHIFT算法 运动目标 跟踪成像

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一种有效的穿墙雷达成像杂波抑制算法 被引量：6

15

作者 赵中兴 孔令讲 +1 位作者 贾勇 李志希 《雷达科学与技术》 2014年第1期51-57,共7页

在穿墙雷达成像中,杂波对临近墙体目标的成像和检测造成严重的干扰。基于统计信号处理的杂波抑制算法近年来广泛应用于消除背景杂波,但这些算法带来的门限确定问题使其在实际应用中性能下降。考虑到实际应用环境的复杂性,提出一种有效... 在穿墙雷达成像中,杂波对临近墙体目标的成像和检测造成严重的干扰。基于统计信号处理的杂波抑制算法近年来广泛应用于消除背景杂波,但这些算法带来的门限确定问题使其在实际应用中性能下降。考虑到实际应用环境的复杂性,提出一种有效的两阶段杂波抑制算法,该算法首先在SVD的基础上提出一种新的方法来确定奇异值的门限以抑制强杂波,然后对第一阶段的成像结果进行基于PCA的图像增强处理,抑制弱杂波和系统噪声,进一步突显目标信息。实验结果证明了提出的两阶段杂波抑制算法具有可行性,能够实现对临近墙体微弱目标的精确成像。 展开更多

关键词 穿墙雷达成像(TWRI) 杂波抑制 统计信号处理 图像增强

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基于压缩感知的穿墙雷达成像虚像抑制方法 被引量：2

16

作者 郝金双 苗锋 汪洋 《指挥信息系统与技术》 2016年第2期68-72,共5页

穿墙雷达成像技术中,由于成像场景被墙体包围,信号传播的多径效应导致成像结果中出现多径虚像,故增大了虚警概率。针对该问题,建立了室内环境下多径模型,并基于压缩感知提出了虚像抑制方法。该方法中每条多径视为一个观测通道并集中到... 穿墙雷达成像技术中,由于成像场景被墙体包围,信号传播的多径效应导致成像结果中出现多径虚像,故增大了虚警概率。针对该问题,建立了室内环境下多径模型,并基于压缩感知提出了虚像抑制方法。该方法中每条多径视为一个观测通道并集中到统一的压缩感知模型考虑。不同场景试验结果表明,该方法能显著抑制多径虚像出现。 展开更多

关键词 穿墙雷达成像 多径 虚像 压缩感知

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