[发明专利]一种基于三维分解的微波毫米波全息图像重建方法

说明书

本发明提供一种基于三维分解的微波毫米波全息图像重建方法，依次包括：对所述后向散射回波信号进行二维维度上的图像聚焦处理，所述二维维度是与所述微波毫米波天线阵元的排列方向相垂直的二维维度；将经过所述图像聚焦处理的所述后向散射回波信号进行第二次图像聚焦，所述第二次图像聚焦是在所述微波毫米波天线阵元的排列方向的维度上进行。本发明的图像重建方法将三维回波信号进行三维分解，分解为一个二维维度及一个一维维度分别进行图像重建，简化了计算复杂度，同时本发明对于微波毫米波成像系统的机械扫描方式不受限，是一种通用的图像重建方法，适用于高速并行处理，能提供清晰的三维重建图像。

技术领域

本发明涉及微波毫米波全息成像领域，特别涉及一种基于三维分解的微波毫米波全息图像重建方法。

背景技术

微波毫米波三维全息成像安检系统是实现主动式微波毫米波人体安检的一种重要技术手段。所述成像安检系统中可包含有平面机械扫描式成像系统、圆柱面机械扫描式成像系统、或二维稀疏阵列电子扫描式成像系统。由于微波毫米波频率的电磁波可以穿透衣物，因此通过微波毫米波三维全息成像获取的三维全息图像可以更为丰富的表现人体体表信息，微波毫米波三维全息成像安检系统通过三维全息图像可有效地检测到人体衣物下隐藏的危险品，是一种有效的人体安检新手段在人体安检领域得到广泛的应用。

目前，微波毫米波三维全息图像重建方法主要包括时域类图像重建算法和频域类图像重建算法。

时域类图像重建算法公知的包括时域相关算法和后向投影重建算法。时域类算法在推导过程中无需任何近似，并且算法的实现流程简单易懂、实现技术门槛较低，但是由于时域类算法中直接对三维回波数据的处理使得三个维度交叉耦合在一起，使得对于图像中一个像素点的计算就需要一次性遍历完所有回波数据，计算量大，且这种遍历处理在硬件平台实现时就需要访问三维回波数据的存储空间，从而延迟了图像重建计算的实时性，同时也对硬件平台的资源提出较高要求，很难应用于实时性要求较高的成像系统。

主流的频域类算法中，公知的主要是波数域算法，但是由于平面机械扫描式成像系统和圆柱面机械扫描式成像系统由于采集数据方式不同，对应的波数域算法推导过程具有很大差别，需要分别对源代码进行开发与硬件平台实现，这样就对人力、时间与成本提出较高要求。因此需要开发一种适用于所述两种成像系统的图像重建方法，以大大降低系统工程实施过程中的人力、时间与成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于三维分解的微波毫米波全息图像重建方法。

本发明的基于三维分解的微波毫米波全息图像重建方法，是对微波毫米波天线阵元发射微波毫米波束对目标进行扫描所得到的后向散射回波信号进行处理，所述目标位于成像目标区域中，所述微波毫米波天线阵元是机械扫描式成像系统中一维天线阵列的天线阵元，其特征在于，所述微波毫米波全息图像重建方法包括步骤：

A、对所述成像目标区域和所述一维天线阵列的机械扫描位置在二维维度上进行离散化处理，所述二维维度是与所述微波毫米波天线阵元的排列方向相垂直的二维维度；

B、对所述后向散射回波信号进行所述二维维度上的图像聚焦处理；

C、对经过所述步骤B处理的后向散射回波信号进行插值处理，所述插值处理是在所述二维维度中的距离维度上进行；

D、对所述成像目标区域进行第二次离散化处理，所述第二次离散化处理是在所述微波毫米波天线阵元的排列方向的维度上进行；

E、将经过所述图像聚焦处理后的所述后向散射回波信号进行第二次图像聚焦，所述第二次图像聚焦是在所述微波毫米波天线阵元的排列方向的维度上进行。

进一步，

所述微波毫米波全息图像重建方法还包括：建立三维空间直角坐标系，

其中，