用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法，包括如下步驟：對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行掃描檢測(cè)；確定一個(gè)觀察方向，并且沿該觀察方向選取多個(gè)觀察位置，在每一個(gè)觀察位置沿觀察方向觀察時(shí)形成一條視線；將所有的視線所在的平面建立為XY平面；建立XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣；確定位于每一條視線上的采樣點(diǎn)，并且通過(guò)一維插值運(yùn)算獲得位于每一條視線上的虛擬的采樣點(diǎn)；擬合獲得該條視線的灰度值曲線；將每一條視線的灰度值曲線的沿該視線方向的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為該灰度值曲線的峰值點(diǎn)；得到該觀察方向的二維圖像。所述成像方法采用一維插值運(yùn)算代替二維插值運(yùn)算，使計(jì)算量明顯降低。所述成像方法能夠識(shí)別檢測(cè)目標(biāo)的不同表面，提高成像精度。
【專利說(shuō)明】用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于毫米波三維成像系統(tǒng)的成像【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]毫米波三維成像系統(tǒng)通常包括天線、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。毫米波三維成像系統(tǒng)一般用于安檢領(lǐng)域。使用時(shí)，毫米波三維成像系統(tǒng)向檢測(cè)目標(biāo)發(fā)射毫米波信號(hào)，照射到檢測(cè)目標(biāo)上的毫米波被檢測(cè)目標(biāo)反射，然后分別沿著水平方向和豎直方向?qū)z測(cè)目標(biāo)進(jìn)行掃描，在三維空間的多個(gè)采樣點(diǎn)接收被檢測(cè)目標(biāo)反射的毫米波信號(hào)。由檢測(cè)目標(biāo)反射的毫米波信號(hào)獲得三維空間的所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)。每一個(gè)采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)包括該采樣點(diǎn)的X軸坐標(biāo)值、Y軸坐標(biāo)值、Z軸坐標(biāo)值和灰度值四個(gè)參數(shù)，其中X軸坐標(biāo)值、Y軸坐標(biāo)值、Z軸坐標(biāo)值用于表征該采樣點(diǎn)在三維空間的位置，灰度值用于表征該采樣點(diǎn)的灰度信息。為了顯示方便，需要進(jìn)一步將所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為肉眼可視的二維圖像，以供用戶觀察使用。
[0003]由于毫米波信號(hào)不能穿透檢測(cè)目標(biāo)例如金屬物體和人體，所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)中，只有檢測(cè)目標(biāo)表面及其附件的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)對(duì)獲得二維圖像是有用的。如何從檢測(cè)獲得的所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)中提取出有用的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為肉眼可視的二維圖像成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。換言之，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要尋找一種有效的成像方法來(lái)解決該技術(shù)問(wèn)題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，常見的用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法是，獲得所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)之后 ，根據(jù)用戶需要在三維空間選取觀察平面，然后確定位于該觀察平面內(nèi)的采樣點(diǎn)，再由該觀察平面內(nèi)的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)得到該觀察平面的肉眼可視的二維圖像。該種成像方法類似于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的CT切面成像方法。該種成像方法的缺點(diǎn)是:用戶通過(guò)一幅二維圖像僅僅能獲知檢測(cè)目標(biāo)在該觀察平面內(nèi)的信息，無(wú)法獲知檢測(cè)目標(biāo)的整體信息。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的另一種成像方法是，獲得所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)之后，根據(jù)用戶需要在三維空間確定一個(gè)觀察方向，然后選取沿著該觀察方向的若干個(gè)觀察位置，在一個(gè)觀察位置沿觀察方向觀察時(shí)形成一條視線，接下來(lái)確定位于該條視線上的所有的采樣點(diǎn)，再通過(guò)比較獲得位于該條視線上的灰度值最大的采樣點(diǎn)，提取該灰度值最大的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)并將其作為與該條視線對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)，重復(fù)上述步驟獲得與每一條視線對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)，最后由與每一條視線對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)得到該觀察方向的肉眼可視的二維圖像。如果用戶需要得到任意觀察方向的二維圖像，該種成像方法需要進(jìn)行二維插值運(yùn)算。因此，該種成像方法存在以下缺
占-
^ \\\.[0006]1.成像精度不高:由于分辨率的限制，該種成像方法獲得的位于某一條視線上的灰度值最大的采樣點(diǎn)往往與位于該條視線上的灰度值最大的實(shí)際的采樣點(diǎn)存在偏差，且該種成像方法無(wú)法修正該偏差，從而導(dǎo)致成像的精度不高；
[0007]2.無(wú)法識(shí)別檢測(cè)目標(biāo)的不同表面:由于位于檢測(cè)目標(biāo)的不同表面上的采樣點(diǎn)的灰度值都最大，該種成像方法無(wú)法區(qū)分某一個(gè)灰度值最大的采樣點(diǎn)到底位于檢測(cè)目標(biāo)的哪個(gè)平面上，導(dǎo)致該種成像方法無(wú)法識(shí)別檢測(cè)目標(biāo)的不同表面；
[0008]3.計(jì)算量大:如果用戶需要得到任意觀察方向的二維圖像，該種成像方法需要進(jìn)行二維插值運(yùn)算，二維插值運(yùn)算的計(jì)算量很大，因此該種成像方法的計(jì)算量較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法。
[0010]本發(fā)明提供的用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法包括如下步驟:[0011 ] 利用毫米波三維成像系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行掃描檢測(cè)，獲得三維空間的所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)；
[0012]根據(jù)需要在三維空間確定一個(gè)觀察方向，并且沿該觀察方向選取多個(gè)觀察位置，在每一個(gè)觀察位置沿觀察方向觀察時(shí)形成一條視線；
[0013]將所有的視線所在的平面建立為XY平面；
[0014]根據(jù)XY平面內(nèi)所有的采樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)值建立XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣；
[0015]確定位于每一條視線上的采樣點(diǎn)，并且通過(guò)一維插值運(yùn)算獲得位于每一條視線上的虛擬的采樣點(diǎn)以及每一個(gè)虛擬的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)；
[0016]由位于每一條視線上的所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)擬合獲得該條視線的灰度值曲線.[0017]將每一條視線的灰度值曲線的沿該視線方向的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為該灰度值曲線的峰值點(diǎn)，并獲得該灰度值曲線的峰值點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)；
[0018]由所有視線的灰度值曲線的峰值點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)得到該觀察方向的二維圖像。
[0019]優(yōu)選地，每一個(gè)采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)包括該采樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)值和灰度值。
[0020]優(yōu)選地，XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣中，采樣點(diǎn)均勻分布。
[0021]優(yōu)選地，一維插值運(yùn)算沿著X軸方向進(jìn)行。
[0022]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0023](I)本發(fā)明的成像方法采用一維插值運(yùn)算代替二維插值運(yùn)算，從而使計(jì)算量明顯降低；
[0024](2)本發(fā)明的成像方法通過(guò)擬合獲得每一條視線的灰度值曲線，然后確定每一條視線的灰度值曲線的峰值點(diǎn)，從而避免了檢測(cè)目標(biāo)的不同表面顯示在同一個(gè)二維圖像中，因此本發(fā)明的成像方法能夠識(shí)別檢測(cè)目標(biāo)的不同表面，同時(shí)提高成像精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)施例提供的用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法的流程圖；
[0026]圖2為XYZ三維空間的采樣點(diǎn)的示意圖；
[0027]圖3為觀察方向、觀察位置和視線的示意圖；[0028]圖4為XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣的示意圖；
[0029]圖5為一維插值運(yùn)算后的XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣的示意圖；
[0030]圖6為視線LI的灰度值曲線的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的描述。
[0032]如圖1所示，本實(shí)施例提供的用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法包括如下步驟:
[0033]S1:利用毫米波三維成像系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行掃描檢測(cè)，獲得三維空間的所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)；每一個(gè)采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)包括該采樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)值和灰度值；例如，XYZ三維空間的采樣點(diǎn)P(x，y, z, r)的坐標(biāo)值分別為x、y和z，其灰度值為r，如圖2所示；
[0034]S2:根據(jù)需要在三維空間確定一個(gè)觀察方向，并且沿該觀察方向選取多個(gè)觀察位置，在每一個(gè)觀察位置沿觀察方向觀察時(shí)形成一條視線；例如，觀察方向?yàn)榕cX坐標(biāo)軸夾角為Θ的方向，沿該觀察方向選取觀察位置分別為采樣點(diǎn)Pl處、采樣點(diǎn)P2處、采樣點(diǎn)P3處和采樣點(diǎn)P4處；在采樣點(diǎn)Pl處沿觀察方向觀察時(shí)形成視線LI，在采樣點(diǎn)P2處沿觀察方向觀察時(shí)形成視線L2 ;在采樣點(diǎn)P3處沿觀察方向觀察時(shí)形成視線L3，在采樣點(diǎn)P4處沿觀察方向觀察時(shí)形成視線L4，如圖3所示；
[0035]S3:將所有的視線所在的平面建立為XY平面；
[0036]S4:根據(jù)XY平面內(nèi)所有的采樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)值建立XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣；優(yōu)選地，XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣中，采樣點(diǎn)均勻分布；例如，XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣如圖4所示；
[0037]S5:確定位于每一條視線上的采樣點(diǎn)，并且通過(guò)一維插值運(yùn)算獲得位于每一條視線上的虛擬的采樣點(diǎn)以及每一個(gè)虛擬的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)；例如，位于視線LI上的采樣點(diǎn)為采樣點(diǎn)Pl和采樣點(diǎn)P5，通過(guò)一維插值運(yùn)算獲得位于視線LI上的虛擬的采樣點(diǎn)為采樣點(diǎn)P6、采樣點(diǎn)P7、采樣點(diǎn)P8和采樣點(diǎn)P9，如圖5所示，圖中空心點(diǎn)表示一維插值運(yùn)算前的采樣點(diǎn)，圖中實(shí)心點(diǎn)表示一維插值運(yùn)算獲得的虛擬的采樣點(diǎn)；優(yōu)選地，一維插值運(yùn)算沿著X軸方向進(jìn)行；
[0038]S6:由位于每一條視線上的所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)擬合獲得該條視線的灰度值曲線，例如，視線LI的灰度值曲線如圖6所示；
[0039]S7:將每一條視線的灰度值曲線的沿該視線方向的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為該灰度值曲線的峰值點(diǎn)，并獲得該灰度值曲線的峰值點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)；例如，視線LI的灰度值曲線的峰值點(diǎn)為采樣點(diǎn)P7和采樣點(diǎn)P9，其中采樣點(diǎn)P7為視線LI的灰度值曲線的沿視線LI方向的第一個(gè)峰值點(diǎn)，故將采樣點(diǎn)P7作為視線LI的灰度值曲線的峰值點(diǎn)；
[0040]S8:由所有視線的灰度值曲線的峰值點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)得到該觀察方向的二維圖像，即XY平面內(nèi)的二維圖像。
[0041]本實(shí)施例的成像方法采用一維插值運(yùn)算代替二維插值運(yùn)算，從而使計(jì)算量明顯降低；本實(shí)施例的成像方法通過(guò)擬合獲得每一條視線的灰度值曲線，然后確定每一條視線的灰度值曲線的峰值點(diǎn)，從而避免了檢測(cè)目標(biāo)的不同表面顯示在同一個(gè)二維圖像中，因此本實(shí)施例的成像方法能夠識(shí)別檢測(cè)目標(biāo)的不同表面，同時(shí)提高成像精度。
[0042]應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說(shuō)明書的基礎(chǔ)上可以對(duì)各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法，其特征在于，該成像方法包括如下步驟: 利用毫米波三維成像系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行掃描檢測(cè)，獲得三維空間的所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)； 根據(jù)需要在三維空間確定一個(gè)觀察方向，并且沿該觀察方向選取多個(gè)觀察位置，在每一個(gè)觀察位置沿觀察方向觀察時(shí)形成一條視線； 將所有的視線所在的平面建立為XY平面； 根據(jù)XY平面內(nèi)所有的采樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)值建立XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣； 確定位于每一條視線上的采樣點(diǎn)，并且通過(guò)一維插值運(yùn)算獲得位于每一條視線上的虛擬的采樣點(diǎn)以及每一個(gè)虛擬的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)； 由位于每一條視線上的所有的采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)擬合獲得該條視線的灰度值曲線； 將每一條視線的灰度值曲線的沿該視線方向的第一個(gè)峰值點(diǎn)作為該灰度值曲線的峰值點(diǎn)，并獲得該灰度值曲線的峰值點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)； 由所有視線的灰度值曲線的峰值點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)得到該觀察方向的二維圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法，其特征在于，每一個(gè)采樣點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)包括該采樣點(diǎn)的三維坐標(biāo)值和灰度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法，其特征在于，XY平面內(nèi)的采樣點(diǎn)點(diǎn)陣中，采樣點(diǎn)均勻分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于毫米波三維成像系統(tǒng)的二維圖像的成像方法，其特征在于，一維插值運(yùn)算沿著X軸方向進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】G01V3/12GK103645474SQ201310682385
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】方維海, 年豐, 溫鑫 申請(qǐng)人:北京無(wú)線電計(jì)量測(cè)試研究所