[发明专利]一种基于多视角成像的三维成像方法

说明书

本发明提出了一种基于多视角成像的三维成像方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：在同一笛卡尔坐标系下生成N个不同角度范围的三维图像；步骤2：生成与N个不同角度范围的三维图像对应的N个窗函数，并将该N个窗函数由圆柱坐标系转换到笛卡尔坐标系；步骤3：将所述N个不同角度范围的三维图像与所述N个窗函数分别对应相乘并求和，从而获得人体三维成像数据。本发明提出了一种实现360度全分辨三维成像的方法，在一幅三维图像中包含了360度角度的目标信息，有效的解决了边缘图像分辨率下降的问题，为后续的图像处理提供更丰富、准确和全面的信息。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种基于多视角成像的三维成像方法。

背景技术

随着雷达成像技术的飞速发展，雷达探测模式从之前的一维测距逐渐发展到二维的测距测角、合成孔径雷达成像(SAR)、干涉SAR，以及三维都具备高分辨能力的平面孔径三维成像和圆柱孔径三维成像等模式。为了满足日益迫切的民用和军用需求，雷达的探测精度越来越高，成像水平已接近于光学水平。

目前的圆柱扫描成像，逐渐成为人体安全检查的主流技术，多采取在空间域或频域分区域进行成像。该成像方法存在如下缺点：图像中间部分像素的分辨率较高，而边缘部分分辨率会下降，不能实现360度全分辨的三维成像，真实的反映出目标的信息，不利于后续图像处理和目标特征提取。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种微波圆柱扫描成像系统的人体三维成像方法。该方法通过对多角度三维回波数据的处理，可获得同时包含多角度信息的三维图像，从而为后续的图像处理提供更丰富更全面的三维信息。

本发明的技术方案如下：

一种基于多视角成像的三维成像方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在同一笛卡尔坐标系下生成N个不同角度范围的三维图像；

步骤2：生成与N个不同角度范围的三维图像对应的N个窗函数，并将该N个窗函数由圆柱坐标系转换到笛卡尔坐标系；

步骤3：将所述N个不同角度范围的三维图像与所述N个窗函数分别对应相乘并求和，从而获得人体三维成像结果。

进一步的，所述步骤1：在同一笛卡尔坐标系下生成N个不同角度范围的三维图像；具体包括：

1.1首先获取去调频后的三维回波数据，在圆柱坐标系下对三维回波数据做去除残余视频相位项(RVP)的处理；

1.2将经过去除残余视频相位项处理后的数据分别在方位维和高度维做傅立叶变换，得到三维波数域数据；

1.3将所述三维波数域数据与匹配滤波函数相乘，获得匹配滤波后的三维波数域数据；

1.4对所述匹配滤波后的波数域数据在方位维做一维逆傅立叶变换后获得圆柱坐标系下的三维波数域数据；

1.5将所述圆柱坐标系下的三维波数域数据插值到笛卡尔坐标系下；

1.6将在360度扫描范围的所述插值到笛卡尔坐标系下的三维波数域数据等分成N个成像区域；设n表示所述N个成像区域中的第n个成像区域，将选定的第n个成像区域以外置零；其中n的值为N个成像区域的顺序编号；

1.7最后通过对N个所述第n个成像区域内的三维波数域数据做三维逆傅立叶变换，从而获得对应的N个所述第n个区域内的三维图像。

进一步的，所述步骤1.1中，去除残余视频相位项的方法为：将所述去调频后的三维回波数据在距离维做傅立叶变换后，乘以补偿项，然后做逆傅立叶变换。

进一步的，所述步骤1.1中，所述补偿项如式(1)所示：