表面的高分辨电子显微平面像的模拟

本文全面讨论了多层法用于表面的高分辨电子微平面像模拟计算中的各种影响因素以及需要注意的技术细节。     

REW软件——高分辨电子显微镜的像模拟与出射波函数重构的应用软件

通过像处理技术分析高分辨电子显微像有助于确定样品结构,提高显微镜的分辨率。本文开发的REW软件同时具有HRTEM像模拟与波函数重构的功能。用户可通过像模拟法来确定已知晶体的结构,另一方面,用户可利用系列离焦的HRTEM像重构样品的出射波函数,从而得到重要的相位信息并提高样品的分辨率。本文将简单介绍REW软件所运用的理论知识,并列举典型例子来描述REW软件的重要功能。     

α-Fe2O3表面结构的研究

像差校正透射电子显微镜拥有亚埃级的分辨率,并克服了物镜离域效应的影响,可以定量分析复杂氧化物表面的原子结构,如弛豫、缺陷等.本文利用像差校正高分辨透射电镜,结合多片层法像模拟,研究了α-Fe2O3纳米颗粒[0001]带轴下的内部结构和表面结构.结果表明α-Fe2O3[0001]带轴下以O3-Fe4-O3-…方式的(11(-2)0)表面终结,表现为非极性表面.     

高分辨电子显微像的定量分析与应用I.基于图像处理的高分辨像定量分析方法

本文通过研究高分辨电子显微像的图像处理技术,系统地建立了两种高分辨原子像亮点中心精确定位的处理方法:灰度梯度检测法和峰谷提取-灰度平均法.基于原子像亮点中心定位技术,使用最小二乘法,建立了测量高分辨像中局部点阵参数和晶格畸变的实际处理过程.结合像模拟、图像匹配等手段,详细研究了从高分辨像中提取元素分布、原子结构等信息的定量分析方法;并建立了一套UNIX平台上的高分辨像定量分析程序包,具有较高的精度和广泛的用途.     

基于高分辨距离像的分布式协同识别方法

宽带高分辨图像是复杂突防场景下真假弹头识别最有效的特征之一。针对单部雷达无法有效估计目标真实尺寸问题,提出了基于分布式宽带雷达的高分辨一维像协同识别方法。通过多部宽带雷达协同测量,获取弹道目标同一时刻多视角下的高分辨一维距离像,利用多个视角的径向尺寸协同估计目标真实尺寸。仿真分析了典型突防场景下,双站最小二乘估计和递推最小二乘序贯协同尺寸估计方法的有效性。     

高分辨一维多普勒像

雷达可发射频域高分辨信号,如单频连续波信号,从回波信号中估计目标各散射中心的多普勒频移,从频域分辨各散射中心。引入了高分辨一维多普勒像的概念,介绍了高分辨一维多普勒像成像基本原理,理论推导说明高分辨一维多普勒像为目标散射强度分布的横向投影。基于成像公式得到了目标多普勒像分辨率大小,以及不进行非线性相位补偿条件下,成像积累时间内目标转角或积累时间的约束条件,推导了高分辨一维多普勒像不模糊条件对数字采样率的约束,仿真试验验证了理论推导的正确性。     

精确测定高分辨电子显微像中亮点位置的图像处理方法

本文提出了一些实用的高分辨原子像分割及定位方法。原子像分割由提取原子像的谷位网络实现。原子像亮点定位可由像素点灰度峰值检测法或局部像素点灰度平均法完成。这些方法都基于计算机图像处理技术在原子像分析中的应用。     

周期结构与非周期结构像模拟计算中相光栅准备的实空间算法

利用数学上一积分公式推导出了一个求晶体电势分布函数U（r^→)的解析表达式：U（r^→)=(1/Vc)n=1∑^-N j=1∑^5anj(4π/(bnj Bn)^3/2exp(-4π^-2（rn^→-r^→)^2/(bnj Bn))。将它运用到实空间多层法像模拟中计算相光栅，可大大缩短相光栅的计算时间。文中先介绍了解析表达式的推导过程，然后以Mg44Rh7和C60为例详细说明了相光栅的计算过程，并将它与倒空间法计算相光的结果和时间进行了比较。     

高分辨电子显微像的解卷处理程序:DEC

高分辨电子显微像因离焦量和晶体厚度等因素的影响，未必能正确反映晶体结构。为此，李方华等建立并发展了高分辨像的解卷处理技术，将单张高分辨像恢复为结构像，并提高像的分辨率。DEC是为高分辨像解卷处理编写的配套计算机程序，将此程序应用于Si0.75Ge0.24晶体中缺陷的实验高分辨像，     

雷达目标高分辨距离像数据预处理方法研究

文中对双极化雷达高分辨距离像进行不同收发极化态非相干积累、邻近方位角数据压缩和背景杂波电平抑制，获得数据量少、信杂比高的目标特征像，利用以上方法建立五种地面目标特征像数据库，然后对此五类目标进行分类，可以获得较高的识别率。     

高分辨距离像相关性辅助多目标跟踪

密集多回波环境下对多目标跟踪时,在无法预知跟踪目标先验信息的条件下,研究了利用时间相邻的目标高分辨距离像的相关性辅助多目标跟踪的信号辅助跟踪算法。结合仿真目标的散射数据,建立多目标跟踪并行和向心飞行2种动态仿真场景,并与联合概率密度和最近邻算法进行比较,验证了算法的性能和有效性。     

雷达高分辨距离像的特征提取算法研究

针对高分辨距离单元内目标散射点的复杂特性, 从散射点模型理论出发, 对目标散射点模型进行深入研究, 分析了传统目标特征提取算法的局限性。给出了一种改进的特征提取方法, 该方法首先对距离单元内的散射点进行预处理, 去除噪声、强化有用信息, 然后对有效的距离单元进行特征提取。基于实测数据的仿真实验结果表明: 该方法能够准确反映目标的几何位置信息, 在减小计算量的同时能获得较高的识别率。     

基于高分辨一维像的目标特征提取方法

雷达高分辨一维像反映了目标的精细结构和材料质地,但它具有姿态敏感性和平移敏感性,直接利用一维像进行目标识别难以取得理想的效果。文中基于雷达高分辨一维像,提出了能量聚集区长度、强散射中心数目、一维像序列的方差和“信源熵”等4个具有平移不变性的特征概念,将其构成特征向量,并用实测数据验证其可行性和有效性,取得了较好的效果。     

雷达高分辨距离像模板自动生成算法

模板的完备性直接决定了基于高分辨距离像的雷达目标识别系统的分类性能;在外场试验中限于目标姿态、环境等因素难以获得准确标定的目标立体角范围内全姿态模板数据。针对一维距离像识别的工程实用化需求,本文基于数据驱动思想,提出了新的一维距离像聚类模板自动生成算法。与传统方法相比,本文方法在提高工程可行性的同时提高了识别性能。为满足实验需要,本文提出了新的基于MSTAR图像的高分辨距离像反演算法,得到更精确的反演数据。基于该数据的实验结果表明算法解决了模板生成姿态角依赖性问题,提高了识别性能。      

一种步进频率雷达目标高分辨距离像拼接算法

步进频率信号脉冲综合后存在两种成像冗余,本文分析了他们对一维距离像的影响,提出了一种距离像拼接算法:局部同距离取大法,该方法在目标进行像拼接时利用了高分辨距离像冗余信息,因此对静止目标以及运动目标均有效。对仿真数据和外场实测数据的处理均验证了该方法的有效性。     

中段目标高分辨距离像姿态敏感性分析

高分辨距离像获取简单且能够提供目标部分几何结构信息,在导弹目标识别中有着重要的应用。针对高分辨距离像姿态敏感性问题,采用基于逆合成孔径雷达(ISAR)像提取导弹目标的二维散射中心分布,具体分析各姿态下散射中心在距离分辨单元内的分布情况,计算高分辨距离像(HRRP)突变时各散射中心之间的相位关系。结合HRRP的数学模型,解析了突变现象的产生原因,得知距离分辨单元内散射中心点之间的干涉会导致HRRP严重的姿态敏感,并经过实验分析了距离分辨单元内散射中心对HRRP的具体影响。     

高分辨单脉冲雷达距离像回波建模仿真

为了有效模拟和分析雷达目标回波特点,提出了一种数字仿真方法来建模和设计雷达目标回波。通过对高分辨单脉冲雷达的原理分析,设计雷达目标回波仿真系统框架,将系统分解成多个模块,针对每个模块建立相应的数字模型,并利用计算机软件实现,仿真表明该方法能有效建立雷达目标三通道一维距离像回波,并对后续单脉冲跟踪数据处理的研究具有指导意义。     

球差校正高分辨电子显微像的像衬和解卷处理

本工作将赝弱相位物体近似像衬理论延伸至球差校正高分辨电子显微像,分析了球差校正像的衬度随样品厚度的变化规律。指出非Schemer聚焦条件下球差校正电镜拍摄的高分辨像仍未必反映晶体结构,讨论了解卷处理方法应用于球差校正像的有效性,并以有12型层错的GaN晶体为例,借助像模拟肯定了解卷处理能用于复原原子分辨率晶体缺陷的结构像。     

基于高分辨距离像的微动目标运动参数估计

研究了微动目标高分辨距离像特征。作为微动目标独有的高分辨特征,提出了微动中心,微动频率和微动幅度等概念,给出了由高分辨距离像估计转动目标转速和振动目标参数的方法,并进行了仿真。仿真结果表明该方法有效。     

对数变换在高分辨距离像目标识别中的应用

在基于高分辨距离像的雷达目标识别中,幂变换是一种常用的非线性预处理方法,对提高识别率有一定的作用。但幂变换对高分辨距离像目标识别的性能提升受信噪比情况影响较大,且幂变换指数的选取对识别结果影响明显,甚至有不利影响。文中针对幂变换存在的问题,提出用对数变换对高分辨距离像进行预处理。比较分析了对数变换与幂变换的作用机理的异同点,并重点分析了对数变换对高分辨距离像类内和类间相关系数的影响。研究表明:对数变换相较于幂变换更适于对高分辨距离像进行预处理,且实测数据的实验结果表明对数变换比幂变换能更有效地提高识别率。