[發明專利]一種基于LDPC碼的被動毫米波編碼成像裝置及方法

有效

• 申請號: 201710289062.2
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN108802842B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 肖澤龍;肖若靈;許建中;吳禮;張巖;楊青
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01V8/00
• 分類號: G01V8/00;G01V8/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種基于LDPC碼的被動毫米波編碼成像裝置及方法。該裝置包括成像透鏡、旋轉驅動電機、編碼模板、出射狹縫模板、聚焦透鏡、接收天線、輻射計、驅動電機控制部件及計算機。方法為：目標場景經成像透鏡后匯聚到編碼模板上；編碼模板采用基于LDPC碼校驗矩陣對目標場景進行調制；調制后的信號經聚焦透鏡，被接收天線接收；然后以電壓的形式，輸出到計算機；驅動電機控制部件控制旋轉驅動電機，改變編碼模板，進行下一次單通道測量；經過多次測量后，得到多個測量值；輸入計算機處理重構出原始目標場景；最后將通過編碼模板獲取到的畸變輻射圖像進行校正，恢復為矩形編碼圖像。本發明減小了編碼模板的面積，易于硬件的實現。

技術領域

本發明涉及編碼成像技術領域，特別是一種基于LDPC碼的被動毫米波編碼成像裝置及方法。

背景技術

毫米波輻射成像技術是指通過利用不同物體間在毫米波波段所呈現出的自然輻射特性差異，對背景中的目標進行探測，并生成圖像的一種手段，屬于毫米波被動探測的范疇，可用于安檢、飛機盲降、戰場環境成像等領域。目前，毫米波輻射成像方法存在成像速度慢、多通道間通道均衡與定標難、系統結構復雜與成本較高等問題。

編碼成像技術最初應用在光學成像技術領域，即通過模板構型來分析通過儀器的光輻射，提高分析速度，改善信噪比。如今，編碼成像技術在光學成像、醫療成像、紅外成像、超分辨率成像領域都具有很高的應用價值和潛力?，F有專利“一種單通道毫米波編碼成像裝置”(公布號：CN104635277A)選取循環S矩陣作為編碼矩陣，其編碼矩陣屬于結構化隨機編碼矩陣，需滿足一些特定的條件，這樣的結構化大大限制了它的應用；且其編碼圖像為畸變圖像，不能很好地通過重構算法重構出原始圖像。

發明內容

本發明的目的在于提供一種編碼模板面積小、易于硬件實現的基于LDPC碼的被動毫米波編碼成像裝置及方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于LDPC碼的被動毫米波編碼成像裝置，包括旋轉驅動電機、驅動電機控制部件、計算機，以及沿光路方向順次設置的成像透鏡、編碼模板、出射狹縫模板、聚焦透鏡、接收天線、輻射計；所述編碼模板采用基于LDPC碼校驗矩陣的方法制備；

所述編碼模板為圓盤形，旋轉驅動電機驅動編碼模板沿中心軸旋轉并進行編碼成像；計算機通過驅動電機控制部件對旋轉驅動電機進行控制；成像透鏡將目標圖像完整投影到編碼模板上，聚焦透鏡將透過編碼模板、出射狹縫模板的像素值匯聚到接收天線，再傳送至輻射計，輻射計的輸出端接入計算機。

一種基于LDPC碼的被動毫米波編碼成像方法，包括以下步驟：

步驟1、在滿足凸透鏡成像公式的前提下，目標場景經成像透鏡匯聚到編碼模板上；

步驟2、編碼模板對目標場景進行調制；

步驟3、在滿足凸透鏡成像公式的前提下，調制后的圖像經出射狹縫模板入射至聚焦透鏡，聚焦透鏡將圖像聚焦并被接收天線接收；

步驟4、聚焦后的圖像經接收天線傳入輻射計，以電壓的形式輸出到計算機；

步驟5、驅動電機控制部件控制旋轉驅動電機，改變編碼模板以進行下一次單通道測量；經過多次測量后，得到多個測量值；

步驟6、步驟5所得的多個測量值經過計算機處理后，重構出原始目標場景；

步驟7、將通過編碼模板獲取到的畸變輻射圖像進行校正，恢復為矩形編碼圖像。