信号去噪方法研究与应用及毫米波辐射计显控软件实现

摘要

毫米波是一种波长介于微波与红外之间的电磁波。与微波相比，毫米波的指向性更好，其探测成像可实现更高的分辨率；与红外相比，毫米波受气象条件影响小，具有全天候工作能力。因此近年来，随着毫米波器件水平的提高和高速信号处理技术的发展，毫米波探测系统在许多领域的重要应用开始得以实现。而本论文研究所涉及的毫米波辐射计就是其中一种重要的系统形式。 本论文依托具体的科研项目，针对相关系统的研制开展了如下工作： 1)在介绍辐射计技术基础上，给出毫米波辐射计系统的总体结构和基本功能单元组成以及系统的定标方法。 2)实时小波阀值去噪方法研究与实现。针对小波边界失真问题，提出了基于边界延拓数的改进的边界处理方法；提出了一种简单有效的小波阀值选取方法；推导出小波边界失真数，在这个基础上给出了实时小波去噪算法，使得实时小波去噪能够取得与离线去噪一样的效果。 3)中值滤波方法的研究与实现。研究了两种基于不同思想的中值滤波快速算法，并提出了一种中值．均值转换滤波方法，把这种方法与实时小波去噪法结合应用于辐射计系统信号的实时去噪处理中，取得了良好的去除高斯白噪声与脉冲噪声的效果。 4)3毫米波辐射计系统显控软件的设计与实现。 5)进行了实际系统调试与成像实验，给出系统调试与成像结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景与意义

1.2毫米波辐射计技术的发展及其应用

1.3本文的主要工作

1.4论文内容安排

第二章辐射计技术基础

2.1辐射计工作原理

2.2辐射计系统结构

2.2.1全功率辐射计

2.2.2迪克式辐射计

2.3被动毫米波成像原理

第三章毫米波辐射计测量系统总体结构

3.1系统总体要求

3.2系统的总体组成

3.3辐射计定标

3.3.1辐射计定标方法研究

3.3.2毫米波辐射计测量系统定标方法

3.4本章总结

第四章小波实时去噪方法研究与实现

4.1小波理论简介

4.1.1连续小波变换

4.1.2离散小波变换

4.1.3多分辨率分析

4.1.4 正交小波变换的快速算法

4.2信号边界处理研究

4.2.1小波边界延拓方法

4.2.2改进的小波边界处理方法

4.2.3仿真实验

4.3小波阀值去噪方法研究

4.3.1小波阀值去噪法

4.3.2阀值的确定方法

4.3.3小波基和小波分解层数的选择

4.4实时无区间失真去噪算法研究

4.4.1边界失真个数推导

4.4.2实时小波去噪算法流程

4.4.3仿真实验

4.4.4实际辐射计信号去噪

4.5本章小结

第五章中值滤波算法研究与实现

5.1中值滤波算法研究

5.1.1快速中值滤波算法一

5.1.2快速中值滤波算法二

5.2中值－均值转换滤波器

5.3实际辐射计信号去噪

5.4本章小结

第六章显控软件的设计与实现

6.1软件框架设计

6.2显控人机界面的设计实现

6.3亮温测量子程序的设计实现

6.3.1数据存储方式

6.3.2数据实时录取模块

6.3.3数据的实时处理与显示

6.4数据显示控制子程序设计实现

6.4.1内存绘图

6.4.2图形操作控制功能

6.5历史记录调用模块

6.6定标子程序设计实现

6.6.1串行通信实现

6.6.2定标流程

6.7本章小结

第七章实验联调结果

7.1模块调试

7.2性能测试

7.3成像实验

7.4本章小结

第八章结束语

8.1工作总结

8.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果