太赫兹无源成像系统显控单元研制及目标识别算法研究

发布时间：2023-04-23 02:24

　　太赫兹无源探测成像安检系统因其被动成像机理,可实现对人体隐匿危险品的检测,且检测过程中不主动发射电磁波,而是通过天线接收人体及背景散发出来的该频段的电磁波,利用其亮温差进行成像。其成像结果虽较光学图像的分辨率低,但是比X射线成像更加安全,比毫米波图像更加清晰。显控单元作为成像系统的中心枢纽,承担着协调系统各部分工作与人机交互的责任,而识别算法的研究更是系统智能化的体现。本文以实际科研项目作为支撑点,围绕太赫兹成像系统工作原理及太赫兹图片存在的分辨率较低、样本数量较少等问题,开展了显控单元的研制及基于深度学习的目标识别算法的研究,其主要研究内容如下:(1)基于被动成像系统的成像原理,对太赫兹无源探测成像系统的系统结构框架进行了总体分析。通过分析系统各个部件之间的连接通信方式,确定了显控单元与系统各模块间的通信接口,并根据实际应用需求,对显控单元进行功能模块的划分。本文实现了显控单元图形用户界面的设计与各个功能模块的软件开发,并通过仿真与项目阶段性实验验证了显控单元在工程应用的可行性,实现了友好的人机交互。(2)针对太赫兹无源探测成像图片中,目标识别样本库中样本数量不充足的问题,提出了基于...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 国内外相关技术研究动态
        1.2.1 太赫兹及毫米波成像系统发展概况
        1.2.2 目标识别算法发展概况
    1.3 论文主要工作及章节安排
        1.3.1 论文主要工作
        1.3.2 章节安排
第二章 太赫兹无源探测成像系统总体分析及显控单元设计
    2.1 太赫兹无源探测成像系统总体概况
        2.1.1 黑体辐射基础理论
        2.1.2 太赫兹无源探测成像系统架构
    2.2 显控单元的需求分析
    2.3 显控单元软硬件选型
        2.3.1 显控单元的硬件平台选取
        2.3.2 显控单元的软件平台选取
        2.3.3 Qt平台的安装和信号与槽机制
    2.4 数据流分析及显控单元功能模块划分
    2.5 本章小结
第三章 显控单元的软件设计及实现
    3.1 异步串行通信与RS-232串口通信协议
        3.1.1 通信方式概述
        3.1.2 RS-232串行通信协议
    3.2 显控单元图形用户界面设计
    3.3 基于Qt的串口通信功能实现
        3.3.1 串口关键代码的实现及工作流程概述
        3.3.2 参数设置功能弹窗的实现及串口通信测试
    3.4 图像显示功能模块开发
        3.4.1 图像数据的接收与保存
        3.4.2 图像数据的读取与绘制
    3.5 计时模块的实现
    3.6 显控单元功能测试
    3.7 本章小结
第四章 太赫兹无源探测成像目标识别算法研究
    4.1 目标识别算法基础理论概要
        4.1.1 人工神经网络基本原理概述
        4.1.2 卷积神经网络基础理论
        4.1.3 反向传播原理
    4.2 目标识别样本库的建立
        4.2.1 传统分割算法概述
        4.2.2 基于OTSU分割算法的目标分类样本库的建立
    4.3 本文TI-TL算法介绍
        4.3.1 基于迁移学习的网络预训练
        4.3.2 基于全连接网络的目标识别算法研究
        4.3.3 基于卷积神经网络的目标识别算法
        4.3.4 TI-TL算法的改进及与其他方法的比较结果
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3798891