太赫兹单频点下抑制目标厚度影响的二维孔径成像算法的制作方法

技术特征：

1.一种太赫兹单频点下抑制目标厚度影响的二维孔径成像算法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)目标中心平面为XOY，在平行且与目标中心平面距离R₀处建立观测平面X'OY'，观测平面中心点z＝-R₀；体目标的强散射点坐标为(x,y,Δz)，其中Δz是在距离维方向上目标点偏离默认目标距离切平面z＝0的距离；收发天线处于z＝-R₀的观测平面上，收发天线的坐标为(x',y',-R₀)；

2)发射机发出的太赫兹单频点信号为：s_t(t)＝e^j2πft，其中f为载波频率，接收天线接收到强散射点的回波信号为：

$s_r\left(x^{\′},y^{\′},t\right)=\∫\∫g\left(x,y\right)e^{j2\mathrm{\π}f\left(t-\frac{2R\left(x^{\′},y^{\′},R_0\right)}{c}\right)}dxdy$

其中c为真空状态下的光速，g(x,y)为目标强散射点(x,y,Δz)的散射系数；x、y是强散射点在默认z＝0目标XOY平面上的坐标，Δz是(x,y)处强散射点在距离维与默认值z＝0的实际偏离值；x'、y'是观测平面上收发机的坐标；

对发射信号与接收信号进行下变频处理，消除时间变量t，得：

$s_r(x^{\′},y^{\′})=s_r(x^{\′},y^{\′},t)e^{-j2\mathrm{\π}ft}=\∫\∫g(x,y)e^{-j2\mathrm{\π}f\left(\frac{2R(x^{\′},y^{\′},R_0)}{c}\right)}dxdy;$

3)太赫兹安检成像，成像场景处于近距离范围，将步骤2)经过变频的回波信号经过球面波分解之后，得到从空间域转变到波数域的回波，回波表示为：

$\begin{array}{c}{S}_{FT2}\left(k_{x^{\′}},k_{y^{\′}}\right)=\∫\∫s_r\left(x^{\′},y^{\′}\right)e^{-{\mathrm{jk}}_{x^{\′}}{x}^{\′}}{e}^{-{\mathrm{jk}}_{y^{\′}}{y}^{\′}}{\mathrm{dx}}^{\′}{\mathrm{dy}}^{\′}\\ =\∫\∫g\left(x,y\right)\left(\∫\∫e^{-{\mathrm{jk}}_{x^{\′}}x-{\mathrm{jk}}_{y^{\′}}y-{\mathrm{jk}}_{z^{\′}}\left(\mathrm{\Δ}z+R_0\right)}{\mathrm{dx}}^{\′}{\mathrm{dy}}^{\′}\right)dxdy\end{array}$

$k_{z^{\′}}=\sqrt{4k^2-k_{x^{\′}}^2-k_{y^{\′}}^2}$

其中为波数域频率；k_x'、k_y'、k_z'是波数域中X、Y、Z方向的波数域频率分量；

4)设强散射点目标的Z方向坐标分布在(-△z_max,△z_max)区间内，即△z∈(-△z_max,△z_max),采用多个距离平面独自补偿成像，再集合所有成像结果进行加权平均的方式，进行一系列距离切面成像结果的像素级叠加，其中第m个距离切平面的相位补偿为：

$S(k_{x^{\′}},k_{y^{\′}},z_m)=S_{FT2}(k_{x^{\′}},k_{y^{\′}})e^{{\mathrm{jk}}_{z^{\′}}{R}_0}{e}^{{\mathrm{jk}}_{z^{\′}}{z}_m}$

z_m∈(-Δz_max,Δz_max),m＝1,…,M；z_m为其中一个用于距离维相位补偿时引入的切平面,修正后的距离维补偿因子为

根据一系列距离切平面进行相位补偿之后利用两维逆傅里叶变换得到图像的图像熵的大小关系来确定加权权值，即根据第m个距离切平面反演得到的目标像为：

$g_m(x,y)=\∫\∫S(k_{x^{\′}},k_{y^{\′}},z_m)e^{{\mathrm{jk}}_{x^{\′}}x}{e}^{{\mathrm{jk}}_{y^{\′}}y}{\mathrm{dk}}_{x^{\′}}{\mathrm{dk}}_{y^{\′}}$

加权权值w＝[w₁,w₂,...,w_M]^T，满足w_m∈(0,1)；

则根据M个不同重构结果及其加权权值得到最优图像为：

$\hat{g}(x,y)=\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}{w}_m{g}_m(x,y).$

2.根据权利要求1所述太赫兹单频点下抑制目标厚度影响的二维孔径成像算法，其特征在于，所述步骤3)中成像场景处于近距离范围，此时发射天线发射信号到达目标平面的波前形式保留球面波的特性。

3.根据权利要求2所述太赫兹单频点下抑制目标厚度影响的二维孔径成像算法，其特征在于，所述步骤4)中根据每一个补偿平面补偿之后图像的图像熵的大小关系，来确定权值，具体为：

设定第m幅图像共有N种灰度，并且各种灰度之间的概率分别为p₁,p₂,...,p_N,则根据香农定理，图像的图像熵表示为：

M幅图像总的图像熵为：

对应图像的加权权值为：