Studium dokładności tomograficznego obrazowania obiektu rolującego w radarach dopplerowskich z wykorzystaniem przekształceń czas - częstotliwość

• Autorzy: Świercz E.

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2016.11.5

Warianty tytułu

EN

Resolution study of tomographic imaging of rotating object in Doppler radar based on time-frequency transformations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano wybrane aspekty analizy dokładności zobrazowania klasycznego oraz zobrazowania metodami tomografii komputerowej obiektu jednopunktowego obracającego się ze stałą prędkością kątową ω po wyeliminowaniu ruchu translacyjnego. W radarach dopplerowskich dwuwymiarowy obraz tomograficzny, czyli rozkład przestrzenny punktów rozpraszania obiektu na płaszczyźnie (X, Y) jest tworzony z jednowymiarowych rzutów tomograficznych otrzymanych z profili częstotliwościowych rolującego obiektu. W artykule przyjęto wyostrzony spektrogram (Reassigned Spectrogram) jako rzuty tomograficzne. Ocena jakościowa rozdzielczości zobrazowania jest dokonywana na podstawie zachowania funkcji rozpraszania systemu PSF (Point Spread Function). Jeśli taką funkcję uda się wyznaczyć dla rozpatrywanego systemu zobrazowania, to można analizować matematyczne aspekty tej funkcji. W przeciwnym przypadku pozostaje badanie zobrazowania pojedynczego punktu rozpraszającego i ocena skutków nieuniknionego rozmycia wprowadzanego przez funkcję rozpraszania PSF na rozdzielczość obrazu wynikowego. Przeanalizowano właściwości funkcji PSF dla kilku metod zobrazowania radarowego, ze szczególnym uwzględnieniem zobrazowania tomograficznego ratującego obiektu. Zobrazowanie tomograficzne zrealizowano za pomocą algorytmu filtrowanej projekcji wstecznej (Filtered Back Projectiori) w środowisku Matlab.

EN

In this work selected aspects of the resolution study of a classical imaging and tomographic imaging for a one-point object rotating with the constant angular rate ω is presented. It has been assumed that translational motion has been previously removed and only rotational motion is analysed. In Doppler radar tomography the 2D image as distribution of scatterers of the object on the (X, Y) plane is created from 1D projections obtained from a Doppler profile of a rotating object. The reassigned spectrogram has been proposed as projections. The quality of the resolution is assessed by a point spread function PSF (Point Spread Function). If such a function could be developed for the imaging system, the function can be analysed from the mathematical point of view. Otherwise, examination of the imaging result of one rotating point allows to assess the limit of inevitable smearing in a final image. In the paper, properties of the PSF function for a few imaging methods have been analysed focusing on imaging of a rotating object by the tomographic method. A tomographic image has been calculated by the filtered back projection method (FBP). Simulations have been performed in Matlab environment.

Słowa kluczowe

PL

tomografia radarowa; analiza czasowo-częstotliwościowa; wyostrzanie rozkładu czas-częstotliwość; point spread function

EN

radar tomography; time-frequency analysis; reassignment method in time-frequency distributions; point spread function

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 11
• Strony: 1280--1285
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Świercz E.

• Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny

Bibliografia

• [1] Auger F., R Flandria Y. Lin, S. McLaughlin, S. Meignen, T. Obertin, H. WU “Time-Frequency Reassignment and Synchrosqueezing", IEEE Signal Processing Magazine, November 2013.
• [2] Auger F., R Flandrin, R Goncalves, O. Lemoine, Time-frequency toolbox tor use with MATLAB, user's guide and reference guide, dostępny http://iut-saintnazaire.univ-nantes.fr/eauger/tftb.html
• [3] Borden B., M. Cheney, Fundamentals of radar imaging, (CBMS-NSF Regional Conference Series in Applied Mathematics) by Cheney, Margaret, Borden, Brett (2009), 3600 Market Street, 6th Floor Philadelphia, PA19104-2688.
• [4] Kak A., M. Slaney, Principles of Computerised Tomographic Imaging, IEEE Press, New York, 1987.
• [5] Mensa D.L, “Coherent Doppler Tomography for Microwave Imaging", Proceedings of the IEEE, vol. 71, no. 2, February1983.
• [6] Sullivan R. J., Radar Foundations for Imaging and Advanced Concepts, 2004 SciTech Publishing Inc., 5601 N. Hawthorne Way, Raleigh, NC 27613.
• [7] Tran H.T., R. Melino, „Application of the Fractional Fourier Transform and S Method in Doppler Radar Tomography", prace DSTO Defence Science and Technology Organisation, DSTO-RR-0357, August 2010.
• [8] Wei X., X. Ding, Z. Liu, „Resolution Analyses of Radar Tomographic Imaging for Arbitrary Angle Aperture", IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 10, no. 4, July 2013.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę