水面毫米波辐射图像特征分析与提取方法(3)
早在几十年以前，人们就可以通过毫米波辐射测量的相关技术测量太阳灯辐射源的电磁能量。正是这种技术在天文学观察领域的应用，加速了辐射测量技术的发展与研究。1946年，狄克（Dicke）辐射计的诞生是在毫米波辐射计技术上的一个里程碑。
图1.1 狄克式（Dicke）辐射计的基本组成框图
在60年代末，Navel Weapons Center和Navel Research Laboratory等科研机构逐渐开始研究使用毫米波辐射测量的相关技术，并将其运用来对军事打击目标进行探测和定位。在过去的30多年，毫米波/微波辐射计在军事上有很多运用，但主要还是在武器的末制导方面，另外在恶劣环境条件下的近距离技术侦察中也需要毫米波辐射计。毫米波辐射计探测能满足高空间分辨力的要求，所以精确制导武器的使用更需要毫米波技术的研究与拓展。
除去上面介绍的一些以外，毫米波成像技术在其他领域也有众多运用，导弹的末制导等只是一部分而已。例如，通过毫米波成像技术来探测人身上所隐藏的危险金属物品，这可以在机场火车站等公众场合安检时运用，有效减少恐怖活动的发生，尤其近年以来，恐怖袭击和恐怖活动屡见不鲜，这尤其引起各国对公共安全的强烈重视。
1.3 毫米波辐射图像特征分析的意义
毫米波辐射图像特征分析具有十分重要的意义，认识到这个问题就可以具体研究图像分析的概念与特点。我们知道，图像分析通常需要通过相应的图像处理技术对图像的特征等常见要素进行分析处理，对图像中的我们比较感兴趣或者说实用意义比较大的指标或参数进行检测，在这个过程中获取图像中所包含的一些特定信息，从中更全面更清晰的认识了解图像特征。
在本次毕业设计中所用到的毫米波辐射图像素材是一个水池目标的图像，对其进行特征分析与边缘提取，即把图像灰度化处理，再进行图像增强（去噪），进而运用微分算子提取出水池的轮廓。这区别于我们可以看到的光学图像，光学条件下由于波长较短，目标水池被树等杂物遮挡住了一部分，在去噪后做特征提取时始终会有一部分水池边缘提取不到，严重损失了目标物体的客观信息。另外，即使在大雾等恶劣天气状况下，毫米波依然能保持正常工作，具有全天时全天候的特性。在夜晚或恶劣天气等情况下，光学条件成像很是困难，这也从一个具体事例说明了毫米波的巨大发展前景。在对毫米波图像进行噪声过滤和特征提取后，可以更深入全面的认识图像，进而为后续的决策等提供参照背景。
1.4 全文设计目标及编排
本文的主要目标是通过这次毕业设计，能够对无源毫米波成像的基本原理的概述有个浅显大概的认识，对目前技术条件下的毫米波辐射目标成像方法有个大致的掌握，并且可以清晰全面的认识无源毫米波成像系统工作模式，通过试验并对毫米波辐射图像特征进行分析。在设计中，我么实验中所使用的重要仪器是一个3mm波段的全功率辐射计，通过以该辐射计为核心的成像系统开展实验研究，具体就是，通过该成像系统对一个被大树遮挡了一部分边缘的水池进行扫描成像，将其获得的图像素材作为我么图像特征处理的样本。原始数据获取的过程：1、首先是通过定位，调整天线的角度来设置扫描装置的参数；2、对水池目标进行扫描毫米波辐射成像；3、记录图像的原始数据；4、分析辐射图像的边缘特性；5、采用微分算子等对获取得到的毫米波图像进行提取。该成像系统指标为：工作频率：94GHz；天线：368mm卡赛格伦天线；波束宽度：0.5°。