[发明专利]一种毫米波成像噪声抑制方法、设备和可读存储介质

权利要求书

1.一种毫米波成像噪声抑制方法，其特征在于，该方法的步骤包括：

分别在空置的成像区域和具有扫描目标的成像区域进行扫描成像，获得第一图像数据和第二图像数据；

将所述第一图像数据和第二图像数据进行合并，获得观测矩阵，并利用白化矩阵对观测矩阵进行白化处理；

基于所述观测矩阵构建四阶累计矩阵，并对该矩阵进行特征分解，获得酉矩阵；

基于酉矩阵和白化矩阵，对信号源进行估计，获得回波估计信号；

对所述回波估计信号进行分布变换和空间变换，获得抑制噪声的回波信号。

2.根据权利要求1所述的噪声抑制方法，其特征在于，所述分别在空置的成像区域和具有扫描目标的成像区域进行扫描成像，获得第一图像数据和第二图像数据的步骤包括：

在成像区域没有目标的条件下，对空背景进行图像采样，获得第一图像数据：x_noise＝S(ω,θ,z)，其中，ω表示成像系统发射信号的频率，θ表示天线阵列在此时的固定角度下进行采样，z表示每个收发通道的天线口面沿着Z轴方向的位置；

在成像区域有目标的条件下，对目标进行图像采样，获得第二图像数据：S′(ω,θ,z)，其中，ω表示成像系统发射信号的频率，θ表示天线阵列在此时的固定角度下进行采样，z表示每个收发通道的天线口面沿着Z轴方向的位置。

3.根据权利要求2所述的噪声抑制方法，其特征在于，所述将所述第一图像数据和第二图像数据进行合并，获得观测矩阵，并利用白化矩阵对观测矩阵进行白化处理的步骤包括：

将S′(ω,θ,z)和x_noise合并在一起构建观测矩阵x，x＝As+n，其中，其中，s为N维源向量，n为噪声分量；

利用白化矩阵W，对观测信号进行白化处理：

其中，A是一个M×N的满秩线性混合矩阵。

4.根据权利要求3的噪声抑制方法，其特征在于，所述基于所述观测矩阵构建四阶累计矩阵，并对该矩阵进行特征分解，获得酉矩阵的步骤包括：

四阶累积矩阵定义：

其中，i≥1，j≤n，n为白化观测矩阵z(t)中包含的分量个数。

5.根据权利要4的噪声抑制方法，其特征在于，所述基于所述观测矩阵构建四阶累计矩阵，并对该矩阵进行特征分解，获得酉矩阵的步骤还包括：

累积矩阵Q_z(M)＝λM，对应其第ij元素可以表示为[Q_z(M)]＝λm_ij，式中λ是源s_m的峰度，M是Q_z(M)的特征矩阵；

其中，是一个特征分解，则Q_z(M)可以转换为UΛ(M)U^T的形式，其中，用U矩阵对Q_z(M)作二次型处理得到对角矩阵Λ(M)，就是通过U^TQ(M)U寻找能够将Q(M)对角化的U矩阵。

6.根据权利要求5所述的噪声抑制方法，其特征在于，所述基于酉矩阵和白化矩阵，对信号源进行估计，获得回波估计信号的步骤包括：

利用公式得到信号源s的估计，并获得回波估计信号

7.根据权利要求6所述的噪声抑制方法，其特征在于，对所述回波估计信号进行分布变换和空间变换，获得抑制噪声的回波信号的步骤包括：

对回波估计信号进行Wigner-Ville分布变换；变换得到信号的时间频率分布，对回波估计信号的瞬时自相关进行傅里叶变换：

8.根据权利要求7所述的噪声抑制方法，其特征在于，对所述回波估计信号进行分布变换和空间变换，获得抑制噪声的回波信号的步骤还包括：

通过Hough变换完成时频空间到参数估计空间的变换，在参数估计空间，提取信号的峰值坐标，进而完成参数的估计，恢复回波信号，对的Wigner-Hough变换：

其中，f是对回波信号的中心频率的估计，g是对回波信号的线性调频斜率的估计，通过参数(f,g)的估计，可实现对回波信号的重现。