Multipath Exploitation in Through-Wall Radar Imaging Using Sparsity-Driven Detection. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF AlBeladiThesis.pdf Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

لتحقيق دقة عالية في التصوير الراداري عبر الجدران لابد من الحصول على كمية هائلة من البيانات ومن ثم معالجتها وتخزينها. إن الاستعانة بتقنية الاستشعار المنضغط تعيننا على استخراج صورة ذات دقة عالية باستخدام كمية قليلة من البيانات ، هي أقل بكثير من تلك التي نحتاجها في الطرق المعتادة. ولهذه التقنية خوارزميات كثيرة، ولم يتم التحقق بعد في أيهم أنسب للتصوير الراداري عبر الجدران. في هذه الأطروحة تم تقييم بعض الخوارزميات الشائعة للاستشعار المنضغط من ناحية مدى قدرتهم على كشف الأجسام خلف الجدران عند استخدام التصوير الراداري. أما بالنسبة لمعيار التقييم ، فاعتمدنا بما يسمى درجة-F_1 والتي تعني بقياس قدرة الخوارزمية على تحديد الأماكن التي بها أجسام بشكل صحيح. تم تقييم الخوارزميات تحت مستويات مختلفة من نسبة الإشارة إلى التشويش (SNR) ومن معدل الضغط. كذلك قمنا باستحداث منهجيّة عامّة لاستغلال الإشارات المنعكسة عبر الجدران الداخلية لتحديد أماكن الجدران وبالتالي تحسين الصورة النهائية للمشهد المراد تصويره. تم اقتراح خوارزميتان داخل الإطار العام لهذه المنهجية ، الخوارزميّة الأولى تعتمد على البحث على الموقع الأمثل للجدار في كل اتجاه ومن ثم تحديث المصفوفة بناء على نتيجة البحث , يتم تكرار هذه العملية حتى نصل إلى المواقع الصحيح للجدران. أما الخوارزميّة الثانية , فهي إمتداد للأولى مع الإستفادة من الأجسام المتحركة داخل المشهد. أظهرت النتائج أن الاستفادة من الإشارات المرتدّة عبر إطارات زمنيّة مختلفة تساعد على كشف أماكن الجدران الداخلية ، وذلك عند وجود أجسام متحركة.

English Abstract

To achieve a high resolution Through-the-Wall Radar Image (TWRI), massive amounts of data is acquired. Compressive Sensing (CS) techniques resolve this issue by allowing image reconstruction using much fewer measurements. The performance of different CS algorithms, when applied to TWRI, has not been investigated in a comprehensive and comparative manner. In this thesis, popular CS algorithms are evaluated in terms of their detection capabilities, to see which are most suitable for TWRI applications. As for the evaluation criteria, the notion of F_1-score is adopted and used. Algorithms responses to different levels of SNR and compression rate are evaluated. Numerical results show that for systems with low SNR, alternating direction based algorithms work better than others. With the aim of exploiting multipath reflections to enhance the image, a general framework that jointly detects the position of the inner walls and produces a ghost-free image of the scene of interest is introduced. Two algorithms are proposed within this framework. The first is the basic Wall Pursuit (WP) algorithm, which is a greedy-based wall searching method. The second, called the Dynamic Wall Pursuit (DWP), extends the first method to include moving targets. The results show that making use of different time frames of the scene can be of significant help in gaining new information about the wall positions.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Muqaibel, Ali
Committee Members:	Al-Shaikhi, Ali and AlNaffouri, Tareq
Depositing User:	ALI MOHAMMED ALBELADI (g200813040)
Date Deposited:	16 Jun 2015 05:08
Last Modified:	01 Nov 2019 16:30
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139665