[发明专利]一种基于LDPC码的被动毫米波编码成像装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于LDPC码的被动毫米波编码成像装置及方法。该装置包括成像透镜、旋转驱动电机、编码模板、出射狭缝模板、聚焦透镜、接收天线、辐射计、驱动电机控制部件及计算机。方法为：目标场景经成像透镜后汇聚到编码模板上；编码模板采用基于LDPC码校验矩阵对目标场景进行调制；调制后的信号经聚焦透镜，被接收天线接收；然后以电压的形式，输出到计算机；驱动电机控制部件控制旋转驱动电机，改变编码模板，进行下一次单通道测量；经过多次测量后，得到多个测量值；输入计算机处理重构出原始目标场景；最后将通过编码模板获取到的畸变辐射图像进行校正，恢复为矩形编码图像。本发明减小了编码模板的面积，易于硬件的实现。

技术领域

本发明涉及编码成像技术领域，特别是一种基于LDPC码的被动毫米波编码成像装置及方法。

背景技术

毫米波辐射成像技术是指通过利用不同物体间在毫米波波段所呈现出的自然辐射特性差异，对背景中的目标进行探测，并生成图像的一种手段，属于毫米波被动探测的范畴，可用于安检、飞机盲降、战场环境成像等领域。目前，毫米波辐射成像方法存在成像速度慢、多通道间通道均衡与定标难、系统结构复杂与成本较高等问题。

编码成像技术最初应用在光学成像技术领域，即通过模板构型来分析通过仪器的光辐射，提高分析速度，改善信噪比。如今，编码成像技术在光学成像、医疗成像、红外成像、超分辨率成像领域都具有很高的应用价值和潜力。现有专利“一种单通道毫米波编码成像装置”(公布号：CN104635277A)选取循环S矩阵作为编码矩阵，其编码矩阵属于结构化随机编码矩阵，需满足一些特定的条件，这样的结构化大大限制了它的应用；且其编码图像为畸变图像，不能很好地通过重构算法重构出原始图像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种编码模板面积小、易于硬件实现的基于LDPC码的被动毫米波编码成像装置及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于LDPC码的被动毫米波编码成像装置，包括旋转驱动电机、驱动电机控制部件、计算机，以及沿光路方向顺次设置的成像透镜、编码模板、出射狭缝模板、聚焦透镜、接收天线、辐射计；所述编码模板采用基于LDPC码校验矩阵的方法制备；

所述编码模板为圆盘形，旋转驱动电机驱动编码模板沿中心轴旋转并进行编码成像；计算机通过驱动电机控制部件对旋转驱动电机进行控制；成像透镜将目标图像完整投影到编码模板上，聚焦透镜将透过编码模板、出射狭缝模板的像素值汇聚到接收天线，再传送至辐射计，辐射计的输出端接入计算机。

一种基于LDPC码的被动毫米波编码成像方法，包括以下步骤：

步骤1、在满足凸透镜成像公式的前提下，目标场景经成像透镜汇聚到编码模板上；

步骤2、编码模板对目标场景进行调制；

步骤3、在满足凸透镜成像公式的前提下，调制后的图像经出射狭缝模板入射至聚焦透镜，聚焦透镜将图像聚焦并被接收天线接收；

步骤4、聚焦后的图像经接收天线传入辐射计，以电压的形式输出到计算机；

步骤5、驱动电机控制部件控制旋转驱动电机，改变编码模板以进行下一次单通道测量；经过多次测量后，得到多个测量值；

步骤6、步骤5所得的多个测量值经过计算机处理后，重构出原始目标场景；

步骤7、将通过编码模板获取到的畸变辐射图像进行校正，恢复为矩形编码图像。