目标轮廓成像是无线层析成像领域的关键问题之一,它利用基于无线传输信道特征的无线层析成像系统的成像功能,实现对场景内目标轮廓的精确图像重建。由于无线通信传输节点的硬件限制、无线层析成像系统线性模型的误差以及无线传输信道的复杂性,造成无线层析图像中目标轮廓边缘重建不准确、目标图像区域模糊、目标尾迹混叠等目标轮廓重建精度不足的问题,难以对场景中目标图像进行识别分类处理。通过对无线层析成像系统的线性成像模型进行分析,发现无线层析重建图像的精度受到重建图像分辨率、重建图像线性变换模型和无线信道特性参数类型的影响。本文围绕提高无线层析图像目标轮廓重建精度的关键技术方法展开研究,主要包括无线层析重建图像精度评估方法、无线层析图像超分辨率重建方法、无线层析图像降质复原模型和基于信道状态信息的无线层析成像方法等内容。全文主要工作如下:(1)首先按照无线层析成像系统目标图像重建算法的构成,对目标图像重建的研究现状进行了归纳概述,并对现有无线层析成像算法的目标图像重建精度进行了分析比较。对无线层析成像系统中,关键的线性成像系统模型、线性权重模型和图像重建算法进行了定性分析。对当前目标图像重建精度评价方法进行了总结分析,指出各个评估方法的联系与区别,明确本文的算法评估方法。(2)在现有的无线层析成像算法中,无线层析成像链路总数和图像重建运算资源的限制,造成无线层析重建图像分辨率低,导致无线层析重建图像中目标重建精度不足,目标轮廓细节缺失的问题。本文针对无线层析重建图像对高分辨率图像的需求,提出基于图像超分辨率重建的无线层析图像增强算法。该算法使用现有的无线层析成像算法生成低分辨率图像序列,再使用空间域图像超分辨率重建算法,将目标低分辨率图像中的轮廓结构信息进行高分辨率图像重建,提高无线层析图像的分辨率和目标轮廓细节。通过实验测试表明,基于图像超分辨率重建的无线层析图像增强算法不仅提升了无线层析图像的分辨率,同时能够较好解决无线层析图像中目标轮廓精度不足的问题。(3)在无线层析成像系统的线性成像模型构建过程中,线性模型的误差造成无线层析重建图像出现模糊化的问题:目标轮廓边缘不清晰、目标尾迹与目标区域混叠严重、目标区域难以分割。本文提出基于降质函数的无线层析图像目标复原算法,解决线性模型误差引起的重建图像模糊问题。该算法首先建立了无线层析成像系统的图像降质复原模型,从数学上对无线层析重建图像的模糊问题进行表述。然后从无线层析线性成像模型中,使用高斯混合模型估计无线层析成像系统的降质函数。最后使用正则化图像复原算法,对无线层析图像进行目标图像复原处理。通过仿真模拟实验和硬件测试实验的验证,基于降质函数的无线层析图像复原算法能够复原出目标清晰的轮廓边缘,并能减弱重建图像中目标区域与尾迹混叠效应,进一步提升目标图像轮廓重建精度。(4)在室内复杂场景中,多径效应造成无线接收节点处的接收信号强度不稳定,会在较大范围内随机波动。基于接收信号强度的无线层析成像算法不能对场景进行准确成像,造成重建图像中目标图像的轮廓边缘不准确,甚至会出现场景中不存在的伪目标区域。无线信道状态信息作为信道频率响应的采样信号,具有分辨信号多径传输特征的能力,可以有效应对室内复杂场景中的多径干扰问题,本文提出基于信道状态信息的室内无线层析成像算法。该算法首先对信道状态信息的幅度分量做子载波加权平均处理,减小多径深衰落影响;再对信道状态信息的相位分量进行线性变换和奇异值分解,降低多径对相位信息的干扰,得到相位分量的特征量。然后结合信道状态信息的幅度加权均值与相位特征量,估计每对收发天线上的衰落图像。最后使用基于对比度金字塔的无线层析图像融合算法,从多个收发天线对的衰落图像中融合重建出场景内目标的无线层析图像。通过实际硬件测试实验的验证,基于信道状态信息的无线层析成像算法,可以在室内复杂环境中准确重建目标的轮廓边缘,降低无线层析重建图像中出现伪目标的概率,提高无线层析图像目标重建精度。