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文檔簡(jiǎn)介
1、本文將統(tǒng)計(jì)反演理論引入綜合孔徑輻射計(jì)(aperture synthesis radiometers, ASRs) 展源成像領(lǐng)域。根據(jù)統(tǒng)計(jì)反演理論,對(duì)展源亮溫分布的先驗(yàn)信息、ASRs自身的物理特性及其在測(cè)量過(guò)程中的信息進(jìn)行了挖掘和建模;根據(jù)展源亮溫分布先驗(yàn)信息的不同性質(zhì)發(fā)展了一系列ASRs統(tǒng)計(jì)反演方法。結(jié)合統(tǒng)計(jì)反演方法的特點(diǎn)和ASRs反演成像的特殊需求,本文展開了如下的研究工作:
1、從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度分析了現(xiàn)有的ASRs確定性
2、反演方法,指出了現(xiàn)有ASRs確定性反演方法中關(guān)于亮溫分布和可見度采樣的潛在統(tǒng)計(jì)特性及其與實(shí)際統(tǒng)計(jì)特性的區(qū)別;指出了確定性反演方法在確定正則化參數(shù)以及分析離散化誤差時(shí)存在的困難。統(tǒng)計(jì)反演方法采用統(tǒng)計(jì)推斷估計(jì)未知參數(shù),可避免確定正則化參數(shù)的困難;通過(guò)引入先驗(yàn)信息的統(tǒng)計(jì)特性,可提高反演圖像的質(zhì)量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)反演方法的特點(diǎn),從如下三個(gè)環(huán)節(jié)開展了ASRs統(tǒng)計(jì)反演成像的研究工作:①構(gòu)造似然函數(shù)以描述可見度采樣和未知亮溫分布之間的內(nèi)在聯(lián)系;②構(gòu)造先驗(yàn)概
3、率分布以最恰當(dāng)?shù)孛枋稣乖戳翜胤植嫉南闰?yàn)信息;③根據(jù)似然函數(shù)和先驗(yàn)概率分布之間的關(guān)系,發(fā)展估計(jì)后驗(yàn)概率分布的方法。
2、根據(jù)對(duì)反問(wèn)題解的不同影響,將ASRs的非理想性分為設(shè)備誤差和噪聲誤差。采用“測(cè)量不確定度”的指標(biāo)來(lái)評(píng)估可見度采樣的質(zhì)量,建立了各種校正參數(shù)與可見度采樣合成不確定度之間的解析關(guān)系,該指標(biāo)可綜合考慮誤差和誤差校正對(duì)可見度采樣的影響。
3、根據(jù)亮溫分布的先驗(yàn)概率分布,分別發(fā)展了基于高斯先驗(yàn)信息和非高
4、斯先驗(yàn)信息兩類統(tǒng)計(jì)反演方法。其中,基于高斯先驗(yàn)信息的統(tǒng)計(jì)反演方法研究?jī)?nèi)容如下:
(1)提出了基于高斯先驗(yàn)信息的ASRs統(tǒng)計(jì)反演方法。根據(jù)該方法,在分析亮溫分布先驗(yàn)協(xié)方差的基礎(chǔ)上,建立了一種對(duì)ASRs噪聲誤差魯棒性強(qiáng)的展源亮溫分布高斯先驗(yàn)?zāi)P停煌茖?dǎo)、建立了可見度采樣的統(tǒng)計(jì)模型。與現(xiàn)有ASRs確定性反演方法相比,該方法可有效提高反演圖像的質(zhì)量。
(2)提出了多分辨率ASRs統(tǒng)計(jì)反演方法。根據(jù)該方法,采用多分辨率技
5、術(shù)分析了亮溫分布離散化時(shí)產(chǎn)生的離散化誤差及其對(duì)可見度采樣統(tǒng)計(jì)特性的影響,建立了ASRs多分辨率統(tǒng)計(jì)反問(wèn)題模型。該方法能綜合利用亮溫分布的先驗(yàn)信息、離散化誤差的統(tǒng)計(jì)特性,提高反演圖像的質(zhì)量;此外,該方法還可直接產(chǎn)生亮溫分布的多分辨率最大后驗(yàn)估計(jì)值。
基于非高斯先驗(yàn)信息的統(tǒng)計(jì)反演方法研究?jī)?nèi)容如下:
(1)提出了基于?1先驗(yàn)信息的ASRs統(tǒng)計(jì)反演方法。在展源條件下,采用空間轉(zhuǎn)換的方法挖掘亮溫分布中潛在的?1先驗(yàn)信息
6、,建立了該先驗(yàn)信息的共軛多層先驗(yàn)等效模型,提出了估計(jì)該模型中超參數(shù)的方法。與ASRs確定性反演方法相比,基于?1先驗(yàn)信息的統(tǒng)計(jì)反演方法不僅對(duì)各種誤差的魯棒性強(qiáng),而且能有效地改善反演圖像的準(zhǔn)確度和噪聲性能。
(2)提出了ASRs壓縮傳感統(tǒng)計(jì)反演方法。將壓縮傳感理論應(yīng)用于ASRs展源成像時(shí),面臨著難以滿足展源亮溫分布稀疏性和傳感矩陣約束等距性的困難;采用修正的一階微分算子作為具有結(jié)構(gòu)特征的展源亮溫分布的壓縮基,以對(duì)稀疏性和約束
7、等距性進(jìn)行折中;并通過(guò)白化操作和隨機(jī)基線選擇進(jìn)一步改善了傳感矩陣的約束等距性。在此基礎(chǔ)上,發(fā)展了ASRs壓縮傳感統(tǒng)計(jì)反演方法。與現(xiàn)有ASRs確定性反演方法相比,ASRs壓縮傳感統(tǒng)計(jì)反演方法能在更少的可見度采樣條件下以較高的概率準(zhǔn)確反演圖像,并減小反演成像的計(jì)算復(fù)雜度。
與現(xiàn)有的ASRs確定性反演方法性比,本文針對(duì)不同特性的展源亮溫分布先驗(yàn)信息提出的ASRs統(tǒng)計(jì)反演方法能有效克服ASRs非理想特性對(duì)反演圖像的影響,大幅提高A
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