基于波数域积分的人体表面微波三维成像算法研究

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1、第31卷第11期电子与信息学报Vol.31No.112009年11月JournalofElectronics&InformationTechnologyNov..2009基于波数域积分的人体表面微波三维成像算法研究①②③①②①②①②谭维贤洪文王彦平吴一戎①(中国科学院电子学研究所北京100190)②(微波成像技术国家级重点实验室北京100190)③(中国科学院研究生院北京100190)摘要：该文给出了人体表面微波3维成像所需要满足的采样准则，提出了基于波数域积分3维成像处理方法，该方法通过在给定距离单元上沿波传播方向上的波数域积分代替了复杂的

2、3维STOLT插值。通过计算机仿真给出了由点目标组成的人体模型的3维重建图像，利用通用仪器构建的人体微波3维成像实验系统开展童装模特的微波暗室Ka波段3维成像实验，验证了成像处理方法的正确性和有效性。关键词：微波成像；波数域积分3维成像算法；人体微波3维成像中图分类号：TP722.6文献标识码：A文章编号：1009-5896(2009)11-2541-05Three-DimensionalMicrowaveImagingAlgorithmfortheSurfaceoftheHumanBodyBasedonWavenumberDomainInt

3、egration①②③①②①②①②TanWei-xianHongWenWangYan-pingWuYi-rong①(InstituteofElectronics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China)②(TheNationalKeyLaboratoryofMicrowaveImagingTechnology,Beijing100190,China)③(GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China)Abstra

4、ct:Thispaperpresentsthesamplingcriteriaforthethree-Dimensional(3-D)microwaveimagingofthesurfaceofthehumanbody.Thenthealgorithmbasedonthewavenumberdomainintegrationalongthewavepropagationdirectionatthegivenground-rangebinsisproposed,whichavoidsthecomplex3-DSTOLTinterpolation

5、computation.Next,thefocused3-Dimageryofhumanbodymodelconsistingofpointsisgivenwiththesimulation.Finally,theexperimentforthemodelatKabandinanechoicchamberisdesigned,andthecorrespondingprocessedresultispresentedtodemonstratethevalidityofthesamplingcriteriaandthefeasibilityoft

6、healgorithm.Keywords:Microwaveimaging;3Dimagingalgorithmbasedonwavenumberdomainintegration;3Dmicrowaveimagingofhumanbody1引言质的反射比人体皮肤更强，具备了光学和红外技术所不具备的优势；同时微波非电离辐射，用于人体美国911等事件引起了人们对机场等公共场所[18]−成像时发射功率不及手机峰值功率的万分之一，对安全的极大关注。传统的安全检查设备，如金人体健康不构成伤害，因此利用微波进行安全监测属武器检测门等能发现金属武器和普通

7、炸药等危险[1,6]具有巨大的潜力。美国太平洋西北实验室(PNNL)品，但对于利用高新技术制造的新武器、爆炸物等，于20世纪90年代初开始从事人体成像方面研究，利用集成电路技术制造的塑性炸药以及随身携带的从最初的人体表面2维成像发展到现在的人体表面大量货币等，上述检测手段显得无能为力，需要大3维成像，近年来研制的产品不仅用于机场、港口量人力进行干预，其检测效率低，漏检率高。而常[1]和车站等公共场合的安全检测，还能用于边境检查、规的基于X射线等对人体健康有害的技术手段通量体裁衣和安全装备制造等重要领域。常被排除在外。本文针对目前基于平面几何成

8、像中方位采样点微波不仅能穿透衣物，而且对金属、塑料等材数过大、采样时间过长以及非感兴趣目标干扰等的影响，在文献[1,7,8]的基础上，结合波数域滤波，通2008-1