Особенности реконструкции изображений по частично измеренной радиоголограмме

А.В. Кокошкин; Е.П. Новичихин; И.А. Сидоров; А.Г. Гудков; С.В. Чижиков

doi:10.18127/j5604128-202306-03

Особенности реконструкции изображений по частично измеренной радиоголограмме

А.В. Кокошкин¹, Е.П. Новичихин², И.А. Сидоров³, А.Г. Гудков⁴, С.В. Чижиков⁵

научная статья УДК 621.396 Страницы: 26-31 doi.org/10.18127/j5604128-202306-03

^1,2 Фрязинский филиал института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Россия)
^3,4,5 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)

Ключевые слова: Радиоголограмма метод измерения реконструкция изображений обработка изображений

Аннотация

Постановка проблемы. Получение и восстановление подповерхностных радиоголограмм является актуальной задачей в области обнаружения, опознавания и неразрушающего контроля скрытых объектов, а также улучшения качества радиотепловых и влажностных портретов почвогрунтов. Измерение радиоголограмм выполняется обычно с шагом, величина которого учитывает свойства объекта и игнорирует явление дифракции на объекте и его элементах. Такие голограммы содержат избыточную информацию. Объем измерений при получении голограмм сравнимого качества может быть значительно уменьшен, если выбор шага делать с учётом явления дифракции.

Цель. Показать, как за счет избыточности радиоголограммы при одинаковом количестве измерений повысить качество восстановленных изображений и, наоборот, как при сохранении качества изображений уменьшить число измерений.

Результаты. Предложена методика восстановления голограмм на основе рассмотренных выражений для нахождения шага сканирования и разрешения радиоголограмм. Показано, что такая методика позволяет: 1) при одинаковом количестве измерений повысить качество восстановленных изображений; 2) при сохранении качества изображений уменьшить количество измерений.

Практическая значимость. Данная методика может быть применена для повышения контрастности тепловых и влажностных карт, полученных многочастотными двухполяризационными СВЧ-радиометрическими системами, при использовании голографической регистрации сигнала.

Поступила: 16.10.2023
Одобрена: 02.11.2023
Принята: 26.11.2023

Для цитирования

Кокошкин А.В., Новичихин Е.П., Сидоров И.А., Гудков А.Г., Чижиков С.В. Особенности реконструкции изображений по частично измеренной радиоголограмме // Электромагнитные волны и электронные системы. 2023. № 6. С. 26–31. DOI: https://doi.org/10.18127/j5604128-202306-03

Список источников

Gudkov A.G., Agasieva S.V., Sidorov I.A., Khokhlov N.F., Chernikov A.S., Vagapov Yu. A portable microwave radiometer for proximal measurement of soil permittivity // Computers and Electronics in Agriculture. 2022. V. 198. P. 107076. DOI 10.1016/ j.compag.2022.107076.
Goodman J.W. Introduction to Fourier Optics. NY: Roberts and Company Publishers. 2005. 491 p.
Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. Изд. 3-е. М.: Техносфера. 2012. 1104 с. ISBN 978-5-94836-331-8.
Zhuravlev A.V., Ivashov S.I., Razevig V.V., Vasiliev I.A., Bugaev A.S. Holographic subsurface radar RASCAN-5 // 7th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar. Nantes, France. 2013. P. 1–6. DOI 10.1109/IWAGPR.2013.6601548.
Разевиг В.В., Бугаев А.С., Ивашов С.И., Васильев И.А., Журавлев А.В. Влияние ширины полосы частот на качество восстановления подповерхностных радиоголограмм // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 3. С. 3–14.
Кокошкин А.В., Коротков В.А., Коротков К.В., Новичихин Е.П. Восстановление изображения по частично измеренной голограмме // X Всероссийская науч.-технич. конф. «Радиолокация и радиосвязь». Москва. 2016. С. 180–183.
Zhuravlev A.V., Razevig V.V., Chizh M., Ivashov S., Bugaev A., Kokoshkin A., Korotkov V. Data Acquision, Processing, and Visualiszation in Microwave Holography with Probe Tracking abd Positioning on Video // 16th International Conference of Ground Penetrating Radar (GPR). Hong Kong, China. 2016. P. 1–5. DOI 10.1109/ICGPR.2016.7572628.
Ivashov S.I., Razevig V.V., Zhuravlev A.V., Bechtel T., Chizh M.A. Comparison of Different NDT Methods in Diagnostics of Rocket Cryogenic Tanks Thermal Protection Coating // IEEE International Conference on Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems (COMCAS). Tel-Aviv, Israel. 2019. P. 1–5. DOI 10.1109/COMCAS44984.2019.8958157.
Черепенин В.А., Журавлев А.В., Чиж М.А., Кокошкин А.В., Коротков В.А., Коротков К.В., Новичихин Е.П. Восстановление подповерхностных радиоголограмм как полностью, так и частично измеренных, разными методами // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. №. 7. С. 672–680. DOI 10.7868/S0033849417070038.
Кокошкин А.В., Коротков В.А., Коротков К.В., Новичихин Е.П. Об одном способе измерения радиоголограмм // Журнал радиоэлектроники. 2017. № 1. С. 13.

[1] Gudkov A.G., Agasieva S.V., Sidorov I.A., Khokhlov N.F., Chernikov A.S., Vagapov Yu. A portable microwave radiometer for proximal measurement of soil permittivity // Computers and Electronics in Agriculture. 2022. V. 198. P. 107076. DOI 10.1016/ j.compag.2022.107076.

[2] Goodman J.W. Introduction to Fourier Optics. NY: Roberts and Company Publishers. 2005. 491 p.

[3] Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. Изд. 3-е. М.: Техносфера. 2012. 1104 с. ISBN 978-5-94836-331-8.

[4] Zhuravlev A.V., Ivashov S.I., Razevig V.V., Vasiliev I.A., Bugaev A.S. Holographic subsurface radar RASCAN-5 // 7th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar. Nantes, France. 2013. P. 1–6. DOI 10.1109/IWAGPR.2013.6601548.

[5] Разевиг В.В., Бугаев А.С., Ивашов С.И., Васильев И.А., Журавлев А.В. Влияние ширины полосы частот на качество восстановления подповерхностных радиоголограмм // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 3. С. 3–14.

[6] Кокошкин А.В., Коротков В.А., Коротков К.В., Новичихин Е.П. Восстановление изображения по частично измеренной голограмме // X Всероссийская науч.-технич. конф. «Радиолокация и радиосвязь». Москва. 2016. С. 180–183.

[7] Zhuravlev A.V., Razevig V.V., Chizh M., Ivashov S., Bugaev A., Kokoshkin A., Korotkov V. Data Acquision, Processing, and Visualiszation in Microwave Holography with Probe Tracking abd Positioning on Video // 16th International Conference of Ground Penetrating Radar (GPR). Hong Kong, China. 2016. P. 1–5. DOI 10.1109/ICGPR.2016.7572628.

[8] Ivashov S.I., Razevig V.V., Zhuravlev A.V., Bechtel T., Chizh M.A. Comparison of Different NDT Methods in Diagnostics of Rocket Cryogenic Tanks Thermal Protection Coating // IEEE International Conference on Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems (COMCAS). Tel-Aviv, Israel. 2019. P. 1–5. DOI 10.1109/COMCAS44984.2019.8958157.

[9] Черепенин В.А., Журавлев А.В., Чиж М.А., Кокошкин А.В., Коротков В.А., Коротков К.В., Новичихин Е.П. Восстановление подповерхностных радиоголограмм как полностью, так и частично измеренных, разными методами // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62. №. 7. С. 672–680. DOI 10.7868/S0033849417070038.

[10] Кокошкин А.В., Коротков В.А., Коротков К.В., Новичихин Е.П. Об одном способе измерения радиоголограмм // Журнал радиоэлектроники. 2017. № 1. С. 13.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи