ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2016, № 8 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Восстановление радиоизображения, искажённого спектрально-локальными помехами и аппаратной функцией с неизвестными боковыми лепестками

А.В. Кокошкин1, В.А. Коротков1, К.В. Коротков1, Е.П. Новичихин1

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Полный текст УДК 621.396 EDN WTHCJF

Аннотация

В работе показано, что метод перенормировки с ограничением, в отличие от фильтра Винера, успешно борется со спектрально-локальными помехами и значительно увеличивает качество восстановления изображений, искажённых аппаратной функцией с неизвестными боковыми лепестками.

  • аппаратная функция
  • Apparatus Function
  • неизвестные боковые лепестки
  • восстановление изображений
Abstract (in English)

In the radio-wave systems there are often situations when the knowledge of the exact shape of the instrumental function (IF) is impossible. This is especially true for the side lobes (SL) of IF. The following objective factors can be the reason of this situation: 1) design features of antenna systems which do not allow to carry out a sufficiently accurate three-dimensional measurement of the radiation pattern; 2) natural turbulence of the atmosphere, clouds and hydrometeors, causing multipath of the radio wave propagation. The absence of the necessary information about the side lobes can lead to significant errors when restoring the image distorted by the IF (Instrumental function). In this work we examine the effect of SL AF as the local spectral interference (LPS). It is shown that the renormalization method with restriction, unlike the Wiener filter, successfully fights with the local spectral interference, and significantly increases the quality of image restoration, distorted by the instrumental function with unknown side lobes. The following conclusions can be drawn from this study: 1. Using the universal reference spectrum (URS) as a sample of the amplitude spectrum of the undistorted image can effectively filter out the spectral - local interference (SLI). 2. Using the method of renormalization limited (MRL) significantly increases the quality of image restoration, distorted by IF with unknown side lobes (SL). 3. Combined image distortion (IF with unknown SL and SLI) is not an obstacle to the restoration of the image using the MRL. 4. The increase in the amplitude of the SL does not always reduce the quality of image reconstruction using MRL (as opposed to the method of Wiener and methods used in [6-8]). 5. In contrast to other methods, MRL works with obviously more difficult conditions, when the SL energy may exceed the energy of the ML (main lobe) in several times.

Для цитирования

Кокошкин А.В., Коротков В.А., Коротков К.В., Новичихин Е.П. Восстановление радиоизображения, искажённого спектрально-локальными помехами и аппаратной функцией с неизвестными боковыми лепестками // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – № 8.

Литература

  1. Р. Гонсалес, Р. Вудс. Цифровая обработка изображений. М. «Техносфера», 2005, 1071 стр.
  2. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. - Методы решения некорректных задач. М.Наука, 1979.
  3. Pratt W.K. Digital Image Processing. - John Wiley and Sons, Inc., USA, 1978.
  4. Бейтс Р. Мак-Доннел М. Восстановление и реконструкция изображений. /Пер. с англ.к. ф-м н. Б.С. Кругликова и С.Л. Ярославского под редакцией д. ф-м н. Л.П. Ярославского. М.: «Мир», 1989, 487с.
  5. Журавель И.М. Краткий курс теории обработки изображений. URL: http://matlab.exponenta.ru/imageprocess/book2/index.php
  6. Пирогов Ю.А., Гладун В.В., Тищенко Д.А., Тимановский А.Л., Шлемин И.В, Джен С.Ф. Сверхразрешение в системах радиовидения миллиметрового диапазона. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2004. №3, - Март. URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar04/3/text.html
  7. Ю. А. Пирогов, А. Л. Тимановский, Влияние боковых лепестков диаграммы направленности приёмной антенны на сверхразрешение в системах пассивного радиовидения, Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2006. №1
  8. А.Л. Тимановский. Сверхразрешение в системах пассивного радиовидения. Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. 2007.
  9. А. Ю. Зражевский, А. В. Кокошкин Влияние уровня боковых лепестков аппаратной функции на качество восстановленного изображения. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2013. №4, URL: http://jre.cplire.ru/jre/apr13/8/text.html
  10. А. Ю. Зражевский, А. В. Кокошкин, В. А. Коротков Влияние уровня боковых лепестков аппаратной функции на качество восстановленного изображения. Часть 2. Спектральный подход. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2013. №11, URL: http://jre.cplire.ru/jre/nov13/4/text.html
  11. А. В. Кокошкин, В. А. Коротков, К. В. Коротков, Е. П. Новичихин «Уменьшение влияния неизвестных боковых лепестков искажающей аппаратной функции на качество восстановления радиоизображения». Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. №4, 2015, URL: http://jre.cplire.ru/jre/apr15/15/text.html
  12. Ю. В. Гуляев, А. Ю. Зражевский, А. В. Кокошкин, В. А. Коротков, В. А. Черепенин «Коррекция пространственного спектра, искажённого оптической системой, с помощью метода опорного изображения. Часть 3. Универсальный опорный спектр. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2013. №12. URL: http://jre.cplire.ru/jre/dec13/3/text.html
  13. В. А. Саблина «Разработка и исследование алгоритмов восстановления изображений методами секвентного анализа». Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. Рязань, 2009.
  14. Б. В. Костров «Теория и методология применения секвентного анализа для обработки аэрокосмических изображений». Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Рязань, 2012.
  15. Ю. В. Гуляев, А. Ю. Зражевский, А. В. Кокошкин, В. А. Коротков, В. А. Черепенин «Коррекция пространственного спектра, искажённого оптической системой, с помощью метода опорного изображения. Часть 2. Адаптивный метод опорного изображения (АМОИ)». // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2013. №12, URL: http://jre.cplire.ru/jre/dec13/2/text.html
  16. А. Ю. Зражевский, А. В. Кокошкин, В. А. Коротков Влияние спектрально-локальных помех на восстановление изображения методом опорного изображения. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. №1, 2014, URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan14/9/text.html
  17. А. В. Кокошкин, В. А. Коротков, К. В. Коротков, Е. П. Новичихин Использование метода перенормировки с ограничением для восстановления искаженных изображений при наличии помех и шума с неизвестными параметрами. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. №7, 2015, URL: http://jre.cplire.ru/jre/jul15/4/text.html
  18. А. В. Кокошкин, В. А. Коротков, К. В. Коротков, Е. П. Новичихин Сравнение качества восстановления цифровых изображений различными методами при вариациях уровня боковых лепестков аппаратной функции. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. №7, 2015, URL: http://jre.cplire.ru/jre/jul15/5/text.html