[发明专利]毫米波太赫兹成像设备及物体识别分类方法

说明书

一种用于对被检对象进行安全检查的毫米波太赫兹成像设备，其包括聚焦透镜，检测器和图形处理装置，其中所述聚焦透镜设置在被检对象和所述检测器之间，且被构造为将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波太赫兹波聚焦在所述检测器上；检测器，所述检测器包括天线阵列和探测器阵列，其中天线阵列设置在所述探测器阵列的朝向所述聚焦透镜的一侧且设置为所述探测器阵列的天线端口，所述探测器阵列设置在所述聚焦透镜的焦平面上，且被构造为将所述天线阵列接收的毫米波太赫兹波转化为被检对象的极化图像；以及所述图形处理装置设置于所述探测器阵列的远离所述天线阵列的一侧，且被构造为处理所述极化图像以对被检对象进行识别分类。

技术领域

本公开涉及安检技术领域，特别是涉及一种毫米波太赫兹成像设备，以及利用上述毫米波太赫兹成像设备对物体进行检测以进行物体识别分类的方法。

背景技术

在现有的被动式毫米波太赫兹成像类似于光学摄像，利用一个两二维的阵面(每个阵元的探测器(或者辐射计，或者、检波器，可以或者是直接检波也可以是、间接检波)对应一个像素，由阵列形式的阵元构成一个阵面)，对目标视场形成凝视，不需要扫描，可实现实时成像。

考虑到毫米波太赫兹探测器的成本，完全采取二维焦平面直接成像方式将导致整个系统成本十分昂贵。所以，在实际应用中为了同时兼顾系统成本和成像速率的要求，针对二维成像，当前的主流系统均采用一定数量的辐射计加上机械扫描的方式实现对整个视场的扫描覆盖，通过牺牲成像时间来减低少对探测器数目的需求，从而降低整个系统的成本。

现有的基于焦平面成像的被动式毫米波太赫兹成像安检装置无论是采用辐射计的直接探测还是外差法的间接探测，都只能通过可疑物(如手机、钞票、刀具、手枪等)与人体之间的温度差显示可疑物的图像形状，进而确定人体是否携带可疑物，而无法对可疑物进行物体识别。通常人体体表温度比可疑物高，在成像灰度图像上显示人体是白色，而可疑物是黑色。通常，无论是机器识别还是人工识别，均无法将类似形状和大小的皮带扣、手机、金属块、介质块和纸币等进行物体识别。

另外目前被动式人体安检转置的分辨率(物方向)一般只有2-3cm，这个分辨率对于通过大小和形状进行物体分类和物体识别是不完善的。

发明内容

本公开的目的在于解决上述技术问题中的至少一个方面，提供一种毫米波太赫兹成像设备及其利用该设备进行的物体识别和分类方法。通过该毫米波太赫兹成像设备能够在不对人体产生有害辐射的基础上，识别出物体以对物体进行分类，且识别到的物体的大小能够达到毫米级的结构。

在根据本公开的一个方面中，提供一种用于对被检对象进行安全检查的毫米波太赫兹成像设备，其包括聚焦透镜，检测器和图形处理装置，其中所述聚焦透镜设置在被检对象和所述检测器之间，且被构造为将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波太赫兹波聚焦在所述检测器上；检测器，所述检测器包括天线阵列和探测器阵列，其中天线阵列设置在所述探测器阵列的朝向所述聚焦透镜的一侧且设置为所述探测器阵列的天线端口，所述探测器阵列设置在所述聚焦透镜的焦平面上，且被构造为将所述天线阵列接收的毫米波太赫兹波转化为被检对象的极化图像；以及所述图形处理装置设置于所述探测器阵列的远离所述天线阵列的一侧，且被构造为处理所述极化图像以对被检对象进行识别分类。

根据本公开的一个示例性实施例，所述天线阵列包括多个接收天线，所述多个接收天线中的每个接收天线都被线性极化或被圆极化。

根据本公开的另一个示例性实施例，所述探测器阵列包括多个感波单元，多个感波单元的数量与多个接收天线的数量相同，所述探测器阵列上的每个感波单元的位置与所述天线阵列上的每个接收天线的位置相对应。

根据本公开的另一个示例性实施例，所述天线阵列为一维阵列，所述探测器阵列为一维阵列，所述一维天线阵列包括线性排列的多个宏像素单元，其中每个宏像素单元为N*1的天线阵列，其中N为正整数，且N≥3，且每个宏像素单元包括至少N-1个不同的极化角度。