專利名稱:增強(qiáng)的監(jiān)視主體成像的制作方法
背景技術(shù)：
毫米波信號用于雷達(dá)和電信。它們還能夠用于通過把毫米波信號對準(zhǔn)主體(subject)和檢測反射的信號來產(chǎn)生該主體的圖像。這樣的成像系統(tǒng)的實(shí)例已經(jīng)描述在美國專利號5455590、5557283、5859609、和6507309以及2003年6月26日提交的美國專利申請?zhí)?0/607552、2003年10月30日提交的美國專利申請?zhí)?0/697848、2002年11月21日提交的美國專利申請?zhí)?0/301522和2003年10月30日提交的美國專利申請?zhí)?0/697965中，這些專利文獻(xiàn)引用在此作為參考。
當(dāng)成像系統(tǒng)用于安全系統(tǒng)中的個(gè)人監(jiān)視時(shí)，設(shè)施的安全性以及對其正在實(shí)施監(jiān)視的設(shè)施的保護(hù)人也許依賴于系統(tǒng)的有效性。經(jīng)受監(jiān)視的個(gè)人的成像在以保護(hù)個(gè)人隱私的方式執(zhí)行時(shí)也許更愿意允許監(jiān)視。這在其中諸如在登上公共交通車輛之前或在進(jìn)入公共設(shè)施或受保護(hù)設(shè)施之前監(jiān)視延遲正在受監(jiān)視的個(gè)人的預(yù)期進(jìn)程的情況中尤其如此。

發(fā)明內(nèi)容成像系統(tǒng)可以包括天線設(shè)備，該天線設(shè)備被配置成向主體位置中的主體發(fā)射毫米波電磁輻射和從該主體接收毫米波電磁輻射。主體可以包括人和由該人所攜帶的任何物體。這樣的系統(tǒng)還可以包括控制器，該控制器被配置成操作天線設(shè)備，并從接收的輻射中產(chǎn)生代表該主體的圖像的圖像數(shù)據(jù)。
代表由天線設(shè)備接收的輻射的圖像信號的至少第一部分可以用來產(chǎn)生代表該主體的至少一部分的第一圖像的第一圖像數(shù)據(jù)。與圖像信號的第一部分的一部分相對應(yīng)的圖像信號的至少第二部分可以用來產(chǎn)生代表對應(yīng)于第一圖像一部分的第二圖像的第二圖像數(shù)據(jù)。第二圖像可以具有的分辨率大于或小于第一圖像的分辨率。較低分辨率的圖像可以使該圖像對于正在受監(jiān)視的個(gè)人來說是更可接受的。更高分辨率的圖像可以披露主體中的更多細(xì)節(jié)，允許主體被更容易地標(biāo)識。具有的特征與個(gè)人所攜帶的物體的特征相對應(yīng)的第一圖像數(shù)據(jù)的一部分可以被標(biāo)識，以便用于警告操作員注意圖像的相應(yīng)部分。
圖1是顯示成像系統(tǒng)的實(shí)例的總圖。
圖2是圖示具有主天線陣和輔助天線陣的天線設(shè)備的示例的方框圖。
圖3是圖2的天線設(shè)備的實(shí)例的側(cè)視圖。
圖4是利用人體模型的毫米波成像系統(tǒng)生成的圖像，其中該人體模型具有被人體模型上的衣服隱藏的物體。
圖5是顯示物體的圖4的圖像一部分的放大圖。
圖6是用于物體檢測的內(nèi)核(kernel)的值的圖例。
圖7A和圖7B顯示了圖解內(nèi)核應(yīng)用于圖像的步驟序列。
圖8是主要由于圖6的內(nèi)核應(yīng)用于圖4的圖像以標(biāo)識圖像的可疑區(qū)域而得到的圖像。
圖9是由于閾值應(yīng)用于圖8的圖像而得到的圖像。
圖10是擴(kuò)大圖9的圖像的加亮區(qū)域和除去小區(qū)域而產(chǎn)生的圖像。
圖11是對于圖10的圖像的加亮區(qū)域標(biāo)記屬于一個(gè)或多個(gè)有邊界矩形的所有像素的圖像。
圖12是通過擴(kuò)大圖11的圖像的加亮區(qū)域而產(chǎn)生的圖像。
圖13是與圖12的加亮區(qū)域的輪廓線相重疊的圖4的原始圖像的拷貝，其與原始圖像中的可疑區(qū)域相對應(yīng)。
圖14是由人體模型的毫米波成像系統(tǒng)產(chǎn)生的另一圖像，該人體模型具有被個(gè)人的衣服隱藏的物體。
圖15是通過把另一個(gè)內(nèi)核應(yīng)用于圖14的圖像而產(chǎn)生的圖像。
圖16是應(yīng)用于圖14的圖像以產(chǎn)生圖15的圖像的內(nèi)核的值的圖例。
圖17顯示了與圖14的原始圖像的可疑部分相疊加的圖15的圖像。
圖18是通過把閾值應(yīng)用于圖14的圖像而產(chǎn)生的修改圖像。
圖19是通過侵蝕圖18的圖像而產(chǎn)生的圖像。
圖20是通過擴(kuò)大圖19的圖像而產(chǎn)生的圖像。
圖21是圖14的圖像的拷貝。
圖22是與圖21的原始圖像的可疑部分相疊加的圖20的圖像。
圖23是通過利用使得視覺上更加不同于背景的人形成分(component)來修改類似于圖8圖像的圖像而產(chǎn)生的圖像。
圖24是沿著邊界添加虛線的圖23的圖像，其中邊界把人形成分與背景相隔開。
圖25是適于顯示隱私圖像和可疑區(qū)域的具有成像設(shè)備的監(jiān)視系統(tǒng)的示例性顯示。
具體實(shí)施方式成像系統(tǒng)圖1顯示了詢問主體32的安全檢查系統(tǒng)30。主體32可以包括一個(gè)或多個(gè)有生命的物體諸如個(gè)人34和/或一個(gè)或多個(gè)無生命的物體諸如物體36。操作中，系統(tǒng)30通過利用100兆赫(MHz)至2兆兆赫(THz)頻率范圍中的電磁輻射照射主體32并檢測反射的輻射來詢問主體32。通常，相應(yīng)波長范圍為幾厘米到若干微米。這樣的輻射可以位于固定頻率上或者使用若干調(diào)制類型在頻率范圍或頻率集上，例如線性調(diào)頻脈沖、偽隨機(jī)跳頻、脈沖、頻率調(diào)制連續(xù)波(FMCW)或連續(xù)波(CW)。
成像系統(tǒng)的某些實(shí)施例可以使用采用在24至30GHz范圍中的頻率、FMCW調(diào)制的發(fā)射信號，并且具有的信號內(nèi)容滿足FCC未經(jīng)授權(quán)的操作要求，而且位于任何限制的US(美國)政府頻帶之外。脈沖長度的范圍可以從2-10微秒。天線射束寬度范圍可以是用于寬射束實(shí)施的20-120度，或者用于窄射束寬度應(yīng)用的1-30度，這取決于圖像形成信號處理器需求。各種系統(tǒng)極化都可以被使用。實(shí)例包括相同極化、交叉極化、橢圓極化、右圓極化和/或左圓極化。
某些自然和人造纖維對于這樣的頻率和波長的輻射可以是透明的或者半透明的，允許位于這種材料之下的表面的檢測和/或成像。當(dāng)詢問的主體是著衣的個(gè)人時(shí)，可以利用系統(tǒng)30獲得有關(guān)被衣服覆蓋的人體部分以及那些未被衣服覆蓋的部分的圖像信息。此外，對于金屬和非金屬物體成分，諸如用于武器和違禁(走私)品的那些成分，系統(tǒng)30可以提供有關(guān)著衣人員所攜帶或支持的物體或著衣個(gè)人的圖像信息。
如圖1所示，主體32包括用于由系統(tǒng)20詢問的個(gè)人34。個(gè)人34被顯示為穿著衣服38，衣服隱藏被顯示為武器形狀的物體36。主體包括出現(xiàn)在用于成像的成像系統(tǒng)的詢問站中的全體，不論人、動物還是無生命物體。例如，如果一個(gè)人處于用于成像的詢問站中，則主體包括該人以及該人上所支撐的任何物體，諸如手表、鑰匙、珠寶、衣袋或者其它的刀子、硬幣、服裝附件、槍或可以被成像的任何其它物體。主體可以包括一個(gè)或多個(gè)人、動物、物體或其組合。主體32位于系統(tǒng)30的詢問站或入口(portal)40中。入口40還被稱為天線組合，其可以被配置為部署在個(gè)人上期望檢測物體諸如武器或違禁品的安全檢查點(diǎn)上。入口40可以包括連接到電動機(jī)44的平臺42。平臺42可以被安排成支持主體32。電動機(jī)44可以被安排成圍繞旋轉(zhuǎn)軸R選擇地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)主體32被定位在該旋轉(zhuǎn)軸上。對于所示的配置，軸R可以是垂直的，并且主體32相對于軸R和平臺42可以位于一般中心的主體位置46中。
入口40還可以包括天線設(shè)備48，該天線設(shè)備包含主要多振子傳感陣列50和輔助多振子傳感陣列52。設(shè)備48可以包括其上支撐陣列50和52的框架(frame)54。陣列50可以擴(kuò)展框架54的全部高度。陣列52可以利用原動機(jī)56來安裝，用于沿著框架54垂直移動。電動機(jī)44使平臺42和主體32圍繞軸R。結(jié)果，陣列50和52圍繞軸R限定一般圓形路徑。天線陣可以距半徑R大約0.5至大約2米。
天線陣50可以包括多個(gè)線性安排的振子58，僅僅顯示了其中的一些振子。同樣，陣列52具有線性安排的振子60。每個(gè)振子58和60可以專用于輻射的發(fā)射或者接收，并且這些振子可以安排在兩個(gè)一般垂直的列中，其中一列專用于發(fā)射，而另一列專用于接收。這些振子的數(shù)量和間隔對應(yīng)于所使用的波長和希望的分辨率。200至大約600個(gè)振子的范圍能夠跨越大約2米或2米半的垂直長度。
也可以使用入口40和天線設(shè)備的各種其它配置。例如，并且如將變得明顯的，取決于天線設(shè)備的操作以及平臺42的受控旋轉(zhuǎn)，單個(gè)陣列也可以用來提供主體的雙掃描。此外，可以使用多個(gè)陣列來替代每個(gè)陣列，這些陣列可以具有相同的或不同的陣列密度，并且可以使用二維發(fā)射和接收陣列，以及在具有固定平臺的入口中圍繞主體位置移動的陣列。
天線設(shè)備的許多變化都是有可能的。天線設(shè)備可以包括一個(gè)或多個(gè)天線單元，并且每個(gè)天線單元可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)或多個(gè)接收天線。天線單元可以包括可以接收輻射以響應(yīng)單個(gè)天線的發(fā)射的多個(gè)天線。這些天線可以是被配置為發(fā)射或者接收電磁輻射的任何適當(dāng)類型，諸如槽線式、接線式、端射式、波導(dǎo)式、偶極子式、半導(dǎo)體或者激光式類型。這些天線可以發(fā)射和接收。天線單元可以具有發(fā)射或接收相同的極化或不同的極化波形(如平面極化、橢圓極化或者圓形極化)的一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)天線，并且可以具有窄的或者寬的角輻射波束方向圖，這取決于應(yīng)用。波束寬度可以相對寬，即，對于使用全息技術(shù)的成像應(yīng)用的30-120度，而0到-30度范圍中的窄波束寬度可以用于具有窄視野需求的應(yīng)用。
此外，單個(gè)天線可以通過沿著一維或二維路徑圍繞主體機(jī)械移動來掃描主體。天線單元的一維或二維陣列可以電掃描和機(jī)械掃描主體。成像系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)天線設(shè)備，諸如第二天線設(shè)備22’。天線設(shè)備可以利用適當(dāng)?shù)奶炀€罩材料進(jìn)行保護(hù)，以避免環(huán)境影響，其中天線罩材料可以是該設(shè)備的部分或者與該設(shè)備分隔開，這取決于天線設(shè)備或者陣列所要求的機(jī)械運(yùn)動。于2003年12月5日提交并在此引用以資參考的待審美國專利申請?zhí)?0/728456中示出了其它陣列配置的示例。
天線設(shè)備48可以被配置成發(fā)射和接收從大約1千兆赫(GHz)到大約2THz范圍中選擇或者從大約100MHz到大約15GHz的范圍中選擇的電磁輻射，這取決于脈沖時(shí)長。大約1GHz到大約300GHz的范圍也可以被使用，其中大約5GHz到大約110GHz的范圍對于成像是特別有用的。在某些天線設(shè)備中使用24GHz到30GHz的范圍。天線設(shè)備產(chǎn)生代表接收輻射的圖像信號68。
控制器62可以控制天線設(shè)備48的操作?？刂破?2可以包括具有轉(zhuǎn)換樹(switching tree)66的收發(fā)信機(jī)64，該轉(zhuǎn)換樹被配置成一次只利用一個(gè)發(fā)射振子58或60照射主體32，并且同時(shí)利用一個(gè)或多個(gè)振子58或60接收。收發(fā)信機(jī)64可以包括邏輯(電路)來指導(dǎo)發(fā)射和接收天線振子的每個(gè)組合的相繼激活，以便在平臺42和主體32旋轉(zhuǎn)時(shí)沿著垂直方向提供主體32的一部分的掃描。
從天線設(shè)備48接收的圖像信號67可以進(jìn)行頻率下移，并被變換為用于處理的適當(dāng)格式。在一種形式中，收發(fā)信機(jī)42可以是類似于美國專利號5859609中所述的雙靜態(tài)(收發(fā)分置)外差式調(diào)頻連續(xù)波(FM/CW)類型。其它的實(shí)例描述在美國專利號5557283和5455590中。在其它的實(shí)施例中，具有重疊或者不重疊頻率范圍的不同收發(fā)信機(jī)和傳感元件結(jié)構(gòu)的混合可以被利用，并且可以包括一個(gè)或多個(gè)脈沖類型、單穩(wěn)態(tài)零差類型、收發(fā)分置外差類型和/或其它適當(dāng)類型。
收發(fā)信機(jī)64可以向一個(gè)或多個(gè)處理器70提供與圖像信號相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)68。處理器70可以包括用于處理圖像數(shù)據(jù)的任何合適部件，諸如數(shù)字電路、模擬電路或兩者。處理器70可以是可編程的諸如計(jì)算機(jī)或微處理器、專用硬連線狀態(tài)機(jī)或這些的組合。對于多處理器形式，可以在合適時(shí)利用分布式、流水線式和/或并行處理。
處理器70可以包括存儲器72。存儲器72可以是固態(tài)存儲器、電磁存儲器、光存儲器或其組合，并且它可以是易失性的和/或非易失性的。而且，它可以是專用的諸如駐留硬盤驅(qū)動器或隨機(jī)存取存儲器(RAM)或可移動(拆卸)式存儲器諸如可移動式存儲裝置(R.M.D.)74諸如軟盤、盒式磁帶、光盤(CD-ROM或者DVD)或其它合適類型。
控制器62可以耦合到電動機(jī)44、原動機(jī)56或者其它使用的驅(qū)動元件，以便選擇地控制平臺42的旋轉(zhuǎn)或者天線陣的移動?？刂破?2可以被裝在還包括一個(gè)或多個(gè)操作員輸入裝置78和一個(gè)或多個(gè)顯示器或其它類型輸出裝置80的監(jiān)視器與控制站76中。輸入裝置可以包括鍵盤、鼠標(biāo)或其它光標(biāo)控制裝置、語音識別輸入系統(tǒng)、或者其它合適的裝置或系統(tǒng)。輸出裝置可以是視覺或音頻報(bào)警器、打印機(jī)、通信鏈路或者顯示器，諸如陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、等離子體、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)或其它合適的顯示器類型。合適的通信鏈路可以包括局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)或者廣域網(wǎng)(WAN)，不論是專用的還是公用的。
圖2以方框圖形式顯示了可以在成像系統(tǒng)諸如具有旋轉(zhuǎn)平臺的系統(tǒng)30或者具有固定平臺的系統(tǒng)中使用的天線組合90的可選配置。天線組合90可以包括底座92，其上安裝有基本電動機(jī)或者其它移動組件94，用于提供底座與中間框架96之間的相對移動?？蚣?6則可以支持利用中間框架相對主體移動的主天線設(shè)備或者陣列98。在某些實(shí)例中，可以包括輔助設(shè)備或者陣列100，如對于天線設(shè)備48所述的。輔助設(shè)備或陣列可以被安裝到連接到中間框架96的輔助移動組件102上。這提供了輔助設(shè)備或陣列相對于主設(shè)備或者陣列以及相對于底座及主體的移動。其它配置也可以被提供。例如，主設(shè)備或陣列和輔助設(shè)備或者陣列可以被固定連接到中間框架上，或者主設(shè)備或陣列可以執(zhí)行兩個(gè)設(shè)備或者陣列的功能。此外，主和輔助設(shè)備或者陣列可以相對于底座獨(dú)立移動。附加的主、輔助或者其它設(shè)備或者陣列也可以被使用。
圖3顯示了可用于已經(jīng)描述的成像系統(tǒng)中的天線組合110的側(cè)視圖，并且該天線組合110具有包括左立柱(upright)114和右立柱116的底座112。具有天線振子120的主天線設(shè)備或陣列118可以通過主移動組件(未示出)安裝到框架112上，用于垂直移動?？梢岳梦词境龅妮o助移動組件相對于中間框架126安裝具有天線振子124的二維陣列的輔助天線設(shè)備或陣列122。反過來，中間框架126可以通過另一個(gè)移動組件(也未示出)相對于底座112進(jìn)行安裝。因而，圖3所示的天線組合可以提供主和輔助陣列的獨(dú)立移動?？蛇x擇地，輔助設(shè)備或陣列122’可以安裝在中間框架126’上，用于與主設(shè)備或陣列118一起移動以及相對于(沿著)主陣列進(jìn)行移動。組合(體)110因而可以用于其中旋轉(zhuǎn)主體的成像系統(tǒng)，如系統(tǒng)30中所示的，用于其中從單側(cè)產(chǎn)生圖像的系統(tǒng)中，或者用于其中天線設(shè)備圍繞固定的主體平臺移動的系統(tǒng)中。
隨后的描述主要根據(jù)顯示圖像、算法和計(jì)算機(jī)存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)比特操作的符號表示來呈現(xiàn)。把程序或者算法實(shí)施為各種互連的不同軟件模塊或特征可能是優(yōu)選的。這不是一定的，因?yàn)榭梢园丛S多不同方式來配置軟件、固件和硬件，并且軟件、固件和硬件可以被聚集在具有不清楚邊界的單個(gè)處理器和程序內(nèi)。
算法通常被認(rèn)為是導(dǎo)致期望結(jié)果的自給序列的步驟。這些步驟需要物理量的操作處理。通常(盡管不是必要的)，這些數(shù)量采用能夠被存儲、傳遞、組合、比較和其它操作的電和磁信號的形式。當(dāng)被存儲時(shí)，它們可以被存儲在任何計(jì)算機(jī)可讀媒體中。常規(guī)地，這些信號可以被稱為比特、值、元素、符號、字符、圖像、項(xiàng)、數(shù)字等。這些和類似術(shù)語可以與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，并且是應(yīng)用于這些量的常規(guī)標(biāo)記。
本公開內(nèi)容還涉及用于執(zhí)行這些操作的設(shè)備，諸如已經(jīng)描述的?？梢詾樗枘康膶ｉT構(gòu)建該設(shè)備，或者它可以包括利用存儲在計(jì)算機(jī)或者其它設(shè)備中的計(jì)算機(jī)程序有選擇激活或者重新配置的通用計(jì)算機(jī)。特別地，各種通用機(jī)器可以與根據(jù)在此的教導(dǎo)的程序一起使用，或者可以證明構(gòu)建更專用設(shè)備來執(zhí)行所需的方法步驟是更為方便的。用于各種各樣的這些機(jī)器的所需結(jié)構(gòu)將從以下給出的描述中顯現(xiàn)。用于執(zhí)行所公開操作的有用機(jī)器包括如已經(jīng)描述的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)、微處理器或者其它類似裝置。
對于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，所述的程序不需要駐留在單個(gè)存儲器或者甚至單個(gè)機(jī)器中，這應(yīng)是清楚的。程序的各個(gè)部分、模塊或者特征可以駐留在獨(dú)立的存儲器中或者甚至駐留在單獨(dú)的機(jī)器中。單獨(dú)的機(jī)器可以直接或者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)諸如本地接入網(wǎng)(LAN)或者全球或廣域網(wǎng)(諸如當(dāng)前被稱為互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行連接。類似地，用戶不需要彼此搭配，但是每個(gè)用戶僅僅需要與裝有一部分程序的機(jī)器搭配。
物體檢測各種技術(shù)可以用于標(biāo)識也許與正被成像的人相關(guān)聯(lián)的物體。例如，一旦諸如利用主天線陣已經(jīng)獲得主體的第一圖像，則由系統(tǒng)的操作員人工檢測或自動檢測物體。當(dāng)使用人工檢測時(shí)，主或第一圖像130(諸如圖4的圖像)可以顯示在系統(tǒng)監(jiān)視器上。操作員隨后可以標(biāo)識懷疑是物體的圖像的位置或區(qū)域。例如，圖5顯示了如利用可疑區(qū)域周圍的輪廓線134定義的圖4的一部分圖像的放大的第二圖像132。這樣的區(qū)域可以被定義，并且使用圖像增強(qiáng)算法產(chǎn)生放大的圖像。這樣的程序還可以用于圖像增強(qiáng)和增加分辨率，以產(chǎn)生選擇的可疑區(qū)域中更加清楚的區(qū)域的圖像。例如，該程序可以增加用于成像可疑區(qū)域的像元或像素的數(shù)量。圖像增強(qiáng)工具諸如(內(nèi))插值技術(shù)可以用來使圖像更加清晰。
一旦包含除了人之外的可能物體的可疑區(qū)域被標(biāo)識，則天線設(shè)備可以用來提供可疑區(qū)域的更加詳細(xì)的圖像。例如，輔助天線陣(如圖1所示的陣列52，圖2中的陣列100，或者圖3中的陣列122)可以用來以比原始提供的更為詳細(xì)的細(xì)節(jié)來重新成像可疑區(qū)域。
可選擇地，主陣列可以重新用于重新成像可疑區(qū)域。通過增加主體的每個(gè)表面區(qū)域的點(diǎn)火(firing)，諸如通過降低主體相對于天線陣的移動速率或者增加天線陣的掃描速率，增加的分辨率是有可能的。也有可能使用陣列中的一部分天線振子產(chǎn)生第一低分辨率圖像，以及使用與主體的所選區(qū)域相對應(yīng)的所有天線振子產(chǎn)生第二較高分辨率圖像。
因此，可以產(chǎn)生圖像信號，不論它是與第一圖像相對應(yīng)的圖像信號部分的再加工，還是與所選主體區(qū)域的重新掃描相對應(yīng)的圖像信號的一部分，即產(chǎn)生具有比主圖像更高分辨率的輔助圖像。這個(gè)圖像隨后可以顯示，以便操作員觀察，從而更好地確定是否存在物體，并且如果存在的話，確定該物體的特性。
圖像數(shù)據(jù)的特征還可以被自動分析，以確定是否可能存在可以包括物體的圖像區(qū)域。具有的特征對應(yīng)于已知物體的圖像特征的主體圖像的區(qū)域(范圍)可以被標(biāo)識。這樣的標(biāo)識可以用來將系統(tǒng)操作員的注意力引導(dǎo)到這樣的區(qū)域，可以用于啟動報(bào)警(器)，并且可以用來啟動可疑區(qū)域的重新掃描，或者另外用于增加圖像的分辨率。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由人攜帶的物體可能具有在隱藏在人上的物體附近的“波狀結(jié)構(gòu)”的外觀。圖4顯示了人體模型的圖像130的實(shí)例，具有放置在其身體上的人造物體。這個(gè)圖像可與人的圖像匹敵。在該圖中，刀的圖像呈現(xiàn)在腹部上，以及槍的圖像顯現(xiàn)在背部上。圖5所示的第二圖像132是圖4所示的刀圖像的放大。特征為具有交錯高和低亮度級(顯現(xiàn)為亮和暗區(qū)域)的像素的圖像可以被懷疑是物體。這個(gè)不斷改變亮度級圖案或者波狀結(jié)構(gòu)圖案在物體上和/或物體周圍的圖像中是可看見的。
通過利用波紋檢測內(nèi)核盤旋(convolve)圖像，可以檢測波紋。示例性內(nèi)核利用以下5×5值的矩陣給出0.0278 -0.1111 0.1667 -0.1111 0.0278-0.1111 0.4444 -0.6667 0.4444 -0.11110.1667 -0.6667 1.0000 -0.6667 0.1667-0.1111 0.4444 -0.6667 0.4444 -0.11110.0278 -0.1111 0.1667 -0.1111 0.0278
上述數(shù)字集的“波狀”特性被顯示在圖6中，其圖示了對應(yīng)于像素位置的5行×5列柵格(grid)的相對幅度。內(nèi)核的行和列中的值在負(fù)與正值之間變化，因此稱作“波狀的(wavy)”。此外，該特定實(shí)例中的這些因素的值在中心或中心附近具有最大絕對值，并且在其外圍附近具有最小絕對值。這個(gè)內(nèi)核因而在確定新像素亮度級時(shí)給予該中心以最大加權(quán)或比例。此外，這些因素的值之和為零，因此由于圖像變換的結(jié)果而不需要亮度級校正。
上述的內(nèi)核數(shù)字可以被認(rèn)為是覆蓋像素的相應(yīng)5×5正方形的小圖像窗口。該窗口沿著圖像移動。對于圖像上這個(gè)窗口的每個(gè)位置，內(nèi)核中的每個(gè)值被相應(yīng)圖像亮度值(其右下方)相乘，并且運(yùn)算的最終結(jié)果是25次乘法的結(jié)果之和。通常，被窗口覆蓋的像素的亮度的相對值越接近內(nèi)核中的相對值，則結(jié)果和的幅度或絕對值就越高。
圖7A和圖7B中顯示了這個(gè)操作的實(shí)例，其顯示了窗口的兩個(gè)連續(xù)位置。在這些圖中，圓圈140代表形成主體圖像142的像素的亮度級。正方形144代表內(nèi)核的“窗口”，內(nèi)核值利用三角形146表示。正方形144左側(cè)顯示的三角形146’僅僅代表在前一計(jì)算期間窗口144中包含的像素行。如上所述，每個(gè)內(nèi)核值被該窗口的給定位置中相關(guān)聯(lián)的像素的亮度級相乘。所得到的25個(gè)乘積被求和。求和幅值被分配給參考像素R，這可以是考慮為合適的任何像素位置。
該圖像中像素的新值因而相對于原始圖像具有降低的分辨率，作為利用基于多個(gè)像素或者從多個(gè)像素導(dǎo)出的值替代原始像素值的結(jié)果。這個(gè)降低的分辨率可以歸因于原始圖像的模糊或者把原始圖像變換成不同于原始圖像的新圖像。在此情況下，每個(gè)像素的新亮度級是一個(gè)或多個(gè)其它像素的亮度級的函數(shù)。特別地，新亮度級涉及參考像素相對于用來確定參考像素的新值的其它像素的位置。
這個(gè)求和向內(nèi)核所代表的相對變化或紋理(結(jié)構(gòu))提供與參考像素相關(guān)聯(lián)的25個(gè)像素的相關(guān)性的指示。該求和的幅值越高，則相關(guān)性就越高。在該實(shí)例中，該窗口中心中的像素被認(rèn)為是參考像素。
圖7B顯示了在窗口向右移位一個(gè)像素行的下一步驟期間窗口144的位置。這個(gè)處理過程繼續(xù)，直至主體圖像142利用其包含用于圖像的每個(gè)像素或者選擇像素的上述操作結(jié)果的值被盤旋成新“圖像”。在平滑和伸展以占據(jù)固定的動態(tài)范圍之后，新圖像是圖8中所示的“波狀圖像”150，其中較亮區(qū)域指示波狀結(jié)構(gòu)的局部存在。換言之，圖8的圖像是呈現(xiàn)選擇主體-圖像特征的范圍的映射。在波狀圖像中看到，波狀的最大和最明亮區(qū)域顯現(xiàn)在刀與槍在原始主體圖像中的位置。
一旦從原始主體圖像產(chǎn)生波狀圖像，就可以通過對圖像運(yùn)行閾值分析來標(biāo)識波狀圖像的最明亮區(qū)域。還可以消除小對比度區(qū)域或孔，以使結(jié)果圖像更為均勻。在這個(gè)分析中，通過向至少具有所選亮度或波狀值的波狀圖像的那些區(qū)域分配獨(dú)特亮度級(諸如對應(yīng)于白色的亮度級)，諸如最大值的80％，產(chǎn)生如圖9所示的新圖像。其它的區(qū)域被分配可辨識的值，諸如零或黑色級亮度。這個(gè)圖像則顯示其中對于所選的圖像特征存在強(qiáng)相關(guān)性的那些區(qū)域。
意圖是用圖表標(biāo)識其中存在被懷疑物體的主體圖像的那些區(qū)域。這些區(qū)域隨后可以被顯示給或者另外被標(biāo)識給系統(tǒng)操作員，以便他們可以進(jìn)一步估計(jì)圖像或者主體。上述處理可能導(dǎo)致正被標(biāo)識為其不太可能與人上的物體相對應(yīng)的次要區(qū)域。因此，通過擴(kuò)大加亮斑點(diǎn)并且隨后刪除未期望是重要的較小區(qū)域，可以整理該圖像。擴(kuò)大是擴(kuò)展加亮區(qū)域的一種處理。實(shí)現(xiàn)此的一種方式是使分析的另一“窗口”越過該圖像，并且對于給定的參考像素，如果存在比預(yù)置閾值更多的白像素，則使整個(gè)窗口中的像素變白。圖10中顯示了示例性結(jié)果。
為了簡化受懷疑物體區(qū)域的成像，可以標(biāo)識形成加亮區(qū)域邊界的矩形。圖11表示了這樣的處理的一個(gè)示例。這些區(qū)域的大小大于在前加亮的區(qū)域，并且在某些情況下還包含具有一個(gè)以上可疑區(qū)域的單個(gè)區(qū)域。這個(gè)圖像可以再次被擴(kuò)大，以便進(jìn)一步組合緊密間隔的區(qū)域。由于一個(gè)這樣的處理而產(chǎn)生的圖像在圖12中示出。可以看出，在此情況下，圖12的圖像幾乎與圖11的圖像相同。用于擴(kuò)大的不同標(biāo)準(zhǔn)可以產(chǎn)生不同的結(jié)果。這個(gè)圖像隨后可以被用作可疑區(qū)域的最終蒙片(mask)。
為了便于主體圖像上物體的標(biāo)識，從圖12的圖像中導(dǎo)出的可疑區(qū)域的輪廓(線)可以被添加到原始圖像的顯示上，如圖13所示?？蛇x地，如下所述，可疑區(qū)域內(nèi)的原始主體圖像的部分可以被疊加在修改的主體圖像上，以保護(hù)主體個(gè)人的隱私問題。此外，參考圖4-13所述的技術(shù)代表用于標(biāo)識主體的物體和/或可疑區(qū)域的一種技術(shù)類型。其它技術(shù)也可以使用，并且這個(gè)技術(shù)可以與其它技術(shù)一起用來標(biāo)識物體或可疑區(qū)域。例如，檢測圖像的其它特征的技術(shù)(可以將物體的圖像與人體的圖像區(qū)別開來)可以用于與這個(gè)技術(shù)進(jìn)行組合。此外，圖像的漸進(jìn)處理可以導(dǎo)致有關(guān)圖像中包含的物體的更多信息，諸如進(jìn)一步修改圖8的圖像的處理。取決于特征，這樣的信息可以導(dǎo)致把一個(gè)物體分類為可疑物體或者分類為良性物體。
保護(hù)隱私顯然，利用毫米波成像系統(tǒng)生成的主體圖像顯示了沒有其衣服的主體。在某種情況下，由于隱私原因，可能希望避免把生成的圖像顯示給人類操作員。利用以前描述的處理所提供的人造物體的位置的知識使之能夠僅僅顯示被懷疑包括物體的主體圖像的那些部分。因而，可以顯示這些可疑區(qū)域，而不顯示主體的整個(gè)圖像。
因而，希望通過生成圖像而有助于圖像的觀察者理解可疑區(qū)域的位置，其中該圖像一方面隱藏主體在其穿著的衣服下面的區(qū)域，并且另一方面顯示人主體的身體和姿態(tài)的“總印象”。為了這個(gè)公開目的，這樣的圖像被稱為p圖像，其中“p”代表“隱私”。通過利用原始圖像值替代可疑區(qū)域中的所有像素，可以修改P圖像。以這樣的方式，僅僅在被確定為可疑的區(qū)域中才危及(損害)隱私。
人們可以考慮，諸如圖8中所示的圖像(通過利用波狀內(nèi)核盤旋主體圖像而產(chǎn)生)可以被用作p圖像，因?yàn)樗鼘?dǎo)致降低分辨率的圖像。然而，這個(gè)圖像也許不能可信任地產(chǎn)生與主體的身體充分對應(yīng)的圖像。另一個(gè)解決方案是使用不同的內(nèi)核。例如，可以使用具有以下5×5值柵格的內(nèi)核0.0625 0.1875 0.2500 0.1875 0.06250.1875 0.5625 0.7500 0.5625 0.18750.2500 0.7500 1.0000 0.7500 0.25000.1875 0.5625 0.7500 0.5625 0.18750.0625 0.1875 0.2500 0.1875 0.0620圖14圖示了其上支撐若干物體的人體模型所組成的主體圖像。使用與上述相同的處理，把內(nèi)核應(yīng)用于主體圖像。結(jié)果是圖15中顯示的實(shí)質(zhì)上修改的p圖像。圖16中顯示了內(nèi)核值的圖形表示?？梢钥吹?，這個(gè)內(nèi)核具有所有的正值，這些值在中央具有最大值，并且在外邊緣處具有最小值。這個(gè)內(nèi)核趨于產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)的像素的加權(quán)平均值，并且產(chǎn)生趨于高或低的值。高像素值被顯示為白色或明亮，而低像素值被顯示為黑色或黑暗。P圖像保持原始主體圖像的一般形式，而不顯示主體圖像的細(xì)節(jié)。
圖17顯示了可以隨后向系統(tǒng)操作員顯示的“最終”圖像，用于評估主體個(gè)人是否具有被隱藏在他或者她的衣裳下面的物體。最終圖像包括利用原始主體圖像的相應(yīng)部分替代的可疑區(qū)域的p圖像?？梢允褂蒙鲜龅奶幚韥順?biāo)識可疑區(qū)域。
還可以以另一方式產(chǎn)生p圖像。在這個(gè)實(shí)例中，原始主體圖像諸如圖14所示的圖像可以用來生成粗略蒙片，其中身體顯現(xiàn)在圖像上的各處。閾值處理用來修改主體圖像，產(chǎn)生具有較小亮度級(諸如兩個(gè)亮度級)的圖像，這跟隨著上述的處理。當(dāng)應(yīng)用于圖14的主體圖像時(shí)，可以產(chǎn)生圖18所示的圖像。這個(gè)圖像可以用作p圖像，然而，也許期望更一般形式的圖像。
可以執(zhí)行閾值圖像的進(jìn)一步處理。例如，該圖像可以被侵蝕，以除去小區(qū)域。這也許類似于執(zhí)行與上述的擴(kuò)大處理相反的處理。當(dāng)所選數(shù)量的周圍像素具有低亮度級時(shí)，侵蝕圖像例如可以包括利用低像素亮度值替代高像素亮度值。對其進(jìn)行評估的像素可以通過定義與主體或參考像素的相關(guān)聯(lián)來選擇，諸如通過使用像素窗口，如上所述。
圖19中圖示了這樣的侵蝕處理的結(jié)果。可以看到，在這種情況中使用的處理極小改變圖像。其它的侵蝕技術(shù)可以用來產(chǎn)生更加明顯的改變。例如，如果窗口中只有少量像素具有低亮度級，則高亮度級參考像素的亮度級可以變?yōu)榈土炼燃墶?br> 侵蝕圖像可以通過擴(kuò)大它而進(jìn)一步進(jìn)行概括，如上所述。通過使用大像素窗口以及侵蝕性(主動)變換方案，圖19的侵蝕圖像可以被變換為圖20的擴(kuò)大圖像。甚至這個(gè)侵蝕的圖像保持對應(yīng)于原始主體圖像的可識別的一般形式。使用這個(gè)擴(kuò)大圖像作為p圖像，則它可以通過利用原始主體圖像的相應(yīng)部分替代可疑區(qū)域來增強(qiáng)，如已經(jīng)描述的。圖21是圖14的主體圖像的拷貝。圖22是增強(qiáng)的p圖像，具有利用主體圖像的相應(yīng)部分替代的部分。可以看到，除了與可疑區(qū)域相關(guān)聯(lián)的那些部分之外，人體的細(xì)節(jié)被隱藏而看不見。此外，可疑區(qū)域的原始圖像被保持，以致于操作員可以獲得可疑區(qū)域中任何物體的清晰圖像。
正如所能夠看到的，可以以不同的方式形成隱私圖像。例如，圖23圖示了被形成為由前述處理產(chǎn)生的圖像的組合的另一顯示圖像160。顯示圖像160由兩個(gè)基本成分組成，即隱私圖像或p圖像162以及一組164可疑區(qū)域166?？梢蓞^(qū)域的確定可以與前述的和圖4-13中所示的相同，或者使用其它的適當(dāng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
所示的隱私圖像由兩個(gè)圖像成分組成，即人形成分168和背景成分170。圖像可以被劃分成更多的成分，并且這些成分的形狀可以改變。例如，背景部分可以僅僅是條帶或者在人形成分周圍的條帶的一部分。人形成分也許與人的形狀一致，或者一般可能與人的形狀不一致。為了闡明兩個(gè)成分之間邊界的近似位置，顯示圖像169在圖24中被重復(fù)為圖像160’。除了兩個(gè)成分之間的邊界利用虛線172來標(biāo)識之外，圖像160’與圖像160相同。在這個(gè)實(shí)例中，這些成分的兩個(gè)可以從對應(yīng)于圖8所示的圖像150的初步p圖像中導(dǎo)出，這通過用原始圖像盤旋內(nèi)核而產(chǎn)生，如上所述。可以使用其他形式的隱私圖像。圖像150使得人形完全變形和/或模糊不清，并且還可以被稱為模糊圖像。與人體的一般形狀相對應(yīng)的蒙片隨后可以被用來進(jìn)一步修改隱私圖像。這種蒙片的一個(gè)實(shí)例是圖20中所示的隱私圖像，這可以使用諸如參照圖14-20所述的技術(shù)從對應(yīng)于圖4所示的圖像130的原始圖像中開發(fā)得來。也可以使用其它形式的蒙片，諸如從原始圖像中的主體圖像的輪廓中導(dǎo)出的蒙片。
也可以使用其它技術(shù)來開發(fā)人形蒙片，包括使用從模糊圖像或者具有可標(biāo)識人形的其它圖像開始的技術(shù)。在上述的技術(shù)中，其中可疑區(qū)域位于與它們存在于原始圖像中相同的相對位置中的隱私圖像上，與受監(jiān)視人體的一般比例相對應(yīng)的人形成分可以使觀察者更容易查找該人上可疑區(qū)域的位置。
通常對應(yīng)于受監(jiān)視人體的圖20的模糊圖像的部分可以相對于該圖像的其余部分被增強(qiáng)。例如，相比于形成圖像的背景成分170的像素的亮度，可以增加形成人形成分168的像素亮度的白色級。通過給予人形成分的像素亮度值以高于背景成分的像素亮度級的相對值，可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)增加的區(qū)別。下表圖示了可以實(shí)現(xiàn)此的各種方式。
相對成分區(qū)別方案
例如，可以增加兩個(gè)成分的像素值，其中比背景成分更多增加人形成分。類似地，可以減少兩個(gè)成分的像素值，其中比背景成分更少減少人形成分。作為一個(gè)實(shí)例，人形成分可以增加1.2的因子，而背景可以降低0.8的因子。換言之，人形成分的每個(gè)像素的亮度可以乘以1.2，而背景成分的每個(gè)像素的亮度可以乘以0.8。這導(dǎo)致人形像素顯著地比背景像素更亮顯現(xiàn)，如圖23所示。因此，在這個(gè)實(shí)例中，人形成分像素呈現(xiàn)為比其在原始圖像中呈現(xiàn)的更亮，并且背景成分像素呈現(xiàn)為更暗。
將意識到，通過圖像處理的組合而得到的p圖像產(chǎn)生其中兩個(gè)圖像成分在視覺上更為不同的圖像。盡管“波狀”圖像具有固有的人形特征，但是增強(qiáng)這些人形特征而不包括原始圖像的細(xì)節(jié)(除了不是p圖像部分的可疑區(qū)域的圖像之外)。通過顛倒上表中所列的相對變化，可以實(shí)現(xiàn)類似的結(jié)果，并且使人形成分比背景成分更暗。另外，通過改變?nèi)魏我曈X上覺察特征的相對值或者把區(qū)別特征或特性添加到一個(gè)或兩個(gè)成分上，可以實(shí)現(xiàn)該效果。區(qū)別特征還可以包括分辨率、圖像模式(諸如斑點(diǎn)或交叉暈線)或者色度特征，諸如彩色、色調(diào)、色彩、音(色)調(diào)、明亮度、飽和度、亮度或者彩色空間中其它視覺上察覺的移位。明白，許多可能的組合及變化都是可能的。
通過選擇在像素窗口中包含的像素的數(shù)量、像素窗口的形狀以及用于改變圖像中像素的亮度級的判決標(biāo)準(zhǔn)諸如閾值，可以控制在這些處理過程中的效果。
圖25圖示了安全檢查系統(tǒng)30的顯示裝置80的顯示180。顯示180可以是控制(面)板182和顯示的主體圖像184的計(jì)算機(jī)生成的顯示。控制面板182可以包括各種顯示和系統(tǒng)操作控制186，諸如控制鍵188和190。控制板還包括幀選擇字段192、運(yùn)動圖像字段194和移動顯示控制板196。
可以提供主體圖像或者圖像184的各種配置。在這個(gè)實(shí)例中，顯示了對應(yīng)于在45度增量上的主體視圖的圖像的8個(gè)幀198。其它數(shù)量的幀也可以被顯示。這些幀被順序標(biāo)號，其中幀號2包括圖像200。每個(gè)幀包含主體圖像202，其在這個(gè)實(shí)例中是該主體的隱私圖像204，諸如通過參考圖4-24描述的處理所提供的隱私圖像。詳細(xì)主體圖像的可疑區(qū)域206，諸如上述的利用物體標(biāo)識算法標(biāo)識的區(qū)域，被疊加到隱私圖像上。
這些幀中選擇的一個(gè)幀被放大并且被顯示為隱私圖像208。被放大的幀包括可疑區(qū)域的放大物，使它們更容易被操作員看到。此外，通過順序顯示諸幀198，可以使用主圖像來顯示該主體的旋轉(zhuǎn)移動的外觀。較之利用靜止圖像所實(shí)現(xiàn)的，主體上可疑區(qū)域的連續(xù)視圖可以提供物體的形狀和位置的更容易標(biāo)識。利用用于移動成像的字段194中選擇的8個(gè)幀，可以連續(xù)顯示幀1-8，以提供主體的旋轉(zhuǎn)的外貌?？梢允褂靡苿语@示控制板196來控制移動。
為了顯示移動的外貌，也可以使用多于8或少于8的幀。例如，可以使用4、16、20、32、36、72或其它數(shù)量的幀。顯示具有以規(guī)則角間隔置換(displace)的圖像的幀可以提供恒定速率上主體旋轉(zhuǎn)的外貌。不均勻時(shí)間和/或角間隔也可以被使用。還可以改變圖像顯示的速率，以改變主體旋轉(zhuǎn)的表面速率。例如，可以使用線性控制元件210來控制圖像觀看的速率，以便為了靜止圖像觀看而控制圖像序列中圖像的選擇，或者控制其它功能。也可以使用其它的控制，諸如數(shù)字字段192和194。此外，可以改變所顯示幀的字段，諸如圖25中顯示的幀1-8，并且這些幀可以僅僅代表幀序列中諸幀的一部分。顯示180因而可以包括比所顯示的更多或更少的幀或圖像。例如，可以僅僅顯示主圖像208。許多顯示變化是可能的。
因此，盡管已經(jīng)參考上述優(yōu)選實(shí)施例特別顯示和描述了在隨后的權(quán)利要求
中定義的本發(fā)明，但是本領(lǐng)域熟練人員將會明白，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，對本發(fā)明做出各種變化。通過對本申請或相關(guān)申請中當(dāng)前權(quán)利要求
的修改或新權(quán)利要求
的表達(dá)，可以要求保護(hù)特征、功能、元件和/或特性的其它組合和子組合的權(quán)利。這樣的修改或新權(quán)利要求
不論它們是針對不同的組合還是針對相同的組合，也不論如此修改或新權(quán)利要求
的范圍與原始權(quán)利要求
不同、更寬、更窄還是相同，都被視為包含在本公開的主題之內(nèi)。上述實(shí)施例是說明性的，并且沒有單個(gè)特征或者元素對于該申請或稍后申請中可以要求保護(hù)的所有可能組合是必要的。其中，權(quán)利要求
敘述了“一個(gè)”或“第一”元素或其等同物，這樣的權(quán)利要求
應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這樣的元素，既不要求也不排除兩個(gè)或者更多個(gè)這樣的元素。此外，諸如第一、第二或第三的基數(shù)指示符用來區(qū)別這些元素，并且不指示這樣的元素所需要或限制的數(shù)量，也不指示這樣的元素的特定位置或順序，除非另有說明。
工業(yè)適用性本公開內(nèi)容中所描述的方法和設(shè)備可應(yīng)用于安全、監(jiān)視和其中利用監(jiān)視與成像系統(tǒng)的其它工業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種成像系統(tǒng)(30)，包括天線組合(40)，其至少包含第一天線設(shè)備(48)，每個(gè)天線設(shè)備(48)被配置成從與主體位置(46)間隔開的位置朝向主體位置(46)中的主體(32)發(fā)射約100MHz至約2THz頻率范圍中的電磁輻射，并從該主體(32)接收約100MHz至約2THz頻率范圍中的電磁輻射，該主體包括人(34)和任何可與該人(34)辨別開來的物體(36)，該天線組合(40)產(chǎn)生代表接收輻射的圖像信號(68)；以及控制器(62)，其適于從圖像信號(68)的至少第一部分產(chǎn)生與具有第一分辨率的主體(32)的至少一部分的第一圖像(130)相對應(yīng)的第一圖像數(shù)據(jù)，以及適于從圖像信號(68)的至少第二部分產(chǎn)生與具有第二分辨率的主體(32)的至少一部分的第二圖像(132)相對應(yīng)的第二圖像數(shù)據(jù)，其中第二分辨率大于第一分辨率。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)(30)，其中天線組合(40)適于選擇地操作在第一模式中以產(chǎn)生圖像信號的第一部分，以及操作在第二模式中以產(chǎn)生圖像信號的第二部分，該控制器(62)還適于在第一模式中操作天線組合(40)，以確定第一圖像是否包括對應(yīng)于人(34)上的物體(36)的特征，并且在第一圖像(130)被確定為包括物體(36)的特征時(shí)，該控制器(62)在適合于天線組合(40)的第二模式中操作天線組合(40)，以產(chǎn)生與物體(36)的特征相對應(yīng)的圖像信號(68)的第二部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)(30)，其中天線組合(40)還包括適于產(chǎn)生圖像信號的第二部分的第二天線設(shè)備(100)，并且處理器(70)還適于在天線組合(40)在第一模式中的操作期間操作第一天線設(shè)備(98)，以及在天線組合在第二模式中的操作期間操作第二天線設(shè)備(100)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的系統(tǒng)(30)，其中天線組合(40)還包括適于相對于主體位置(46)移動第一天線設(shè)備(98)的第一移動機(jī)構(gòu)(94)，以及適于相對于第一移動機(jī)構(gòu)(98)移動第二天線設(shè)備(102)的第二移動機(jī)構(gòu)(102)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的系統(tǒng)(30)，其中第一移動機(jī)構(gòu)(98)也適于相對于主體位置(46)移動第二天線設(shè)備(102)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)(30)，其中第一和第二圖像(130，132)包括主體的公共部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的系統(tǒng)(30)，其中圖像信號的第一部分包括圖像信號的第二部分中的至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)適于利用具有不同亮度級的像素(140)生成第一圖像數(shù)據(jù)，并且適于確定至少一組(144)像素(140)的亮度級與表示物體(36)的特征的相應(yīng)參考組的像素的亮度級的相關(guān)性。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于將第一圖像數(shù)據(jù)的至少一部分標(biāo)識為圖像信號的第二部分，其中對應(yīng)于第一圖像數(shù)據(jù)，至少具有至少一組(144)像素(140)的亮度級的閾值相關(guān)性。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于通過把給定像素(R)的相關(guān)值確定為一個(gè)或多個(gè)其它像素(140)的亮度級的函數(shù)，確定至少一組(144)像素(140)的亮度級的相關(guān)性。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于通過確定基于相對于給定像素(R)安排的一組(144)相關(guān)聯(lián)像素(140)的亮度級的給定像素(R)的相關(guān)值，確定給定像素(R)的相關(guān)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于通過利用涉及組(144)中的像素(140)相對于給定像素(R)的位置的量修改相關(guān)聯(lián)像素(140)的組(144)中的每個(gè)像素(140)的原始亮度級以及組合修改的亮度級，確定給定像素(R)的相關(guān)值。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)適于通過將因子與像素(140)組(144)中的每個(gè)像素(140)相關(guān)聯(lián)，以及利用與像素(140)相關(guān)聯(lián)的因子乘以組(144)中的每個(gè)像素(140)的原始亮度級，修改原始亮度級，其中這些因子的至少兩個(gè)因子是不同的。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的系統(tǒng)(30)，其中相鄰像素(140)的組(144)包括中心像素(R)，其中與中心像素(R)相關(guān)聯(lián)的因子具有的值大于其它因子的值。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的系統(tǒng)(30)，其中相鄰像素(140)的組(144)構(gòu)成像素(140)的至少一行，其中該至少一行中的像素(140)的因子包括至少一個(gè)正值和至少一個(gè)負(fù)值。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的系統(tǒng)(30)，其中相鄰像素(140)的組(144)構(gòu)成像素位置(140)的列和行的柵格，其中每行和列中的像素(140)的因子在正值和負(fù)值之間交替。
17.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)(30)，其中第二圖像包括至少第一圖像的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的系統(tǒng)(30)，其中第一和第二圖像數(shù)據(jù)包括各自具有亮度級的像素(140)，以及第二圖像數(shù)據(jù)包括的像素(140)具有的亮度級基于第一圖像數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)像素(140)的亮度級。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18所述的系統(tǒng)(30)，其中第二圖像數(shù)據(jù)包括的像素(140)具有通過在第一圖像數(shù)據(jù)中內(nèi)插像素(140)而確定的亮度級。
20.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的系統(tǒng)(30)，其中相比于第一圖像，放大第二圖像。
21.一種成像系統(tǒng)(30)，包括天線組合(40)，其至少包含第一天線設(shè)備(48)，每個(gè)天線設(shè)備(48)被配置成從與主體位置(46)分隔開的位置朝向主體位置(46)中的主體(32)發(fā)射約100MHz至約2THz頻率范圍中的電磁輻射，并從該主體(32)接收約100MHz至約2THz頻率范圍中的電磁輻射，其中該主體(32)包括人(34)和任何可與該人(34)辨別開來的物體(36)，該天線組合(40)產(chǎn)生代表接收輻射的圖像信號(68)，該天線組合(40)適于選擇地操作在第一模式中以產(chǎn)生圖像信號(68)的第一部分，以及操作在第二模式中以產(chǎn)生圖像信號(68)的第二部分，其中第二部分對應(yīng)于圖像信號的第一部分的一部分；以及控制器(62)，適于控制該天線組合(40)的操作，以便從圖像信號(68)的至少第一部分中產(chǎn)生代表主體(32)的至少一部分的第一圖像(130)的第一圖像數(shù)據(jù)，以及從圖像信號(68)的至少第二部分中產(chǎn)生代表與第一圖像(130)的一部分相對應(yīng)的第二圖像(132)的第二圖像數(shù)據(jù)，并且使天線組合(40)操作在第二模式中，以響應(yīng)與從圖像信號(68)的第一部分中確定的圖像信號(68)的第二部分相關(guān)聯(lián)的指示。
22.根據(jù)權(quán)利要求
21所述的成像系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于確定第一圖像是否包括對應(yīng)于該人上的物體的特征，并且在第一圖像被確定為包括物體的特征時(shí)，產(chǎn)生指示，其中圖像信號的第二部分對應(yīng)于具有物體特征的圖像信號的部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求
22所述的成像系統(tǒng)(30)，其中天線組合(40)還包括適于產(chǎn)生圖像信號(68)的第二部分的第二天線設(shè)備(102)，并且處理器(70)還適于在天線組合(40)在第一模式中的操作期間操作第一天線設(shè)備(98)，以及適于在天線組合(40)在第二模式中的操作期間操作第二天線設(shè)備(98)。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的成像系統(tǒng)(30)，其中天線組合(40)還包括適于相對于主體位置(46)移動第一天線設(shè)備(98)的第一移動機(jī)構(gòu)(94)，以及適于相對于第一移動機(jī)構(gòu)(94)移動第二天線設(shè)備(100)的第二移動機(jī)構(gòu)(102)。
25.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的成像系統(tǒng)(30)，其中第一移動機(jī)構(gòu)(94)還適于相對于主體位置(46)移動第二天線設(shè)備(100)。
26.根據(jù)權(quán)利要求
22所述的成像系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)適于利用具有不同亮度級的像素(140)生成第一圖像數(shù)據(jù)，并且適于確定至少一組像素(140)的亮度級與為物體(36)特征的相應(yīng)參考組像素的亮度級的相關(guān)性。
27.根據(jù)權(quán)利要求
26所述的成像系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于把第一圖像數(shù)據(jù)的至少一部分標(biāo)識為圖像信號(68)的第二部分，其中對應(yīng)于第一圖像數(shù)據(jù)，至少具有至少一組像素(140)的亮度級的閾值相關(guān)性。
28.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的成像系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于通過把給定像素(R)的相關(guān)值確定為一個(gè)或多個(gè)其它像素(140)的亮度級的函數(shù)，確定至少一組像素(140)的亮度級的相關(guān)性。
29.根據(jù)權(quán)利要求
28所述的成像系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于通過確定基于相對于給定像素(R)安排的一組(144)相關(guān)聯(lián)像素(140)的亮度級的給定像素(R)的相關(guān)值，確定給定像素(R)的相關(guān)值。
30.根據(jù)權(quán)利要求
29所述的成像系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)還適于通過利用涉及組(144)中像素(140)相對于給定像素(R)的位置的量修改相關(guān)聯(lián)像素(140)的組(144)中的每個(gè)像素(140)的原始亮度級以及組合修改的亮度級，確定給定像素(R)的相關(guān)值。
31.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的成像系統(tǒng)(30)，其中處理器(70)適于通過將因子與像素(140)的組(144)中的每個(gè)像素(140)相關(guān)聯(lián)以及利用與像素(140)相關(guān)聯(lián)的因子乘以組(144)中的每個(gè)像素(140)的原始亮度級，修改原始亮度級，其中這些因子的至少兩個(gè)因子是不相同的。
32.根據(jù)權(quán)利要求
31所述的成像系統(tǒng)(30)，其中相鄰像素(140)的組(144)包括中心像素(R)，其中與中心像素(R)相關(guān)聯(lián)的因子具有的值大于其它因子的值。
33.根據(jù)權(quán)利要求
32所述的成像系統(tǒng)(30)，其中相鄰像素(140)的組(144)構(gòu)成像素(140)的至少一行，其中至少一行中的像素的因子包括至少一個(gè)正值和至少一個(gè)負(fù)值。
34.根據(jù)權(quán)利要求
33所述的成像系統(tǒng)(30)，其中相鄰像素(140)的組(144)構(gòu)成像素(140)的列和行的柵格，其中每行和列中的像素(140)的因子在正值和負(fù)值之間交替。
35.一種監(jiān)視主體(32)的方法，該主體包括人(34)和任何可與該人(34)辨別開來的物體(36)，該方法包括從與主體位置(46)分隔開的位置朝向主體位置(46)中的主體(32)發(fā)射約100MHz至約2THz頻率范圍中的電磁輻射；響應(yīng)于所發(fā)射的電磁輻射，從主體(32)接收從該主體(32)發(fā)射的電磁輻射；產(chǎn)生代表接收輻射的圖像信號(68)；以及從圖像信號(68)產(chǎn)生與具有第一分辨率的主體(32)的至少一部分的第一圖像(130)相對應(yīng)的第一圖像數(shù)據(jù)，以及與具有第二分辨率的主體(32)的至少一部分的第二圖像(132)相對應(yīng)的第二圖像數(shù)據(jù)，其中第二分辨率大于第一分辨率。
36.根據(jù)權(quán)利要求
35所述的方法，還包括確定對應(yīng)于第一圖像(130)的第一圖像數(shù)據(jù)的至少一部分是否包括對應(yīng)于人(34)上的物體(36)的特征，并且在對應(yīng)于第一圖像(130)的第一圖像數(shù)據(jù)被確定為包括對應(yīng)于物體(36)的特征時(shí)，產(chǎn)生與包括對應(yīng)于物體(36)的特征的第一圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的圖像信號的一部分相對應(yīng)的第二圖像數(shù)據(jù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求
36所述的方法，其中發(fā)射輻射包括在第一天線設(shè)備(98)上發(fā)射輻射以及從第二天線設(shè)備(100)發(fā)射輻射；接收輻射包括響應(yīng)于在第一天線設(shè)備(98)上發(fā)射的輻射而在第一天線設(shè)備(98)上接收輻射，并且響應(yīng)于在第二天線設(shè)備(100)上發(fā)射的輻射而在第二天線設(shè)備(100)上接收輻射；以及產(chǎn)生圖像信號(68)包括產(chǎn)生代表在第一天線設(shè)備(98)上接收的輻射的圖像信號(68)的第一部分，和產(chǎn)生代表在第二天線設(shè)備(100)上接收的輻射的圖像信號(68)的第二部分。
38.根據(jù)權(quán)利要求
37所述的方法，還包括相對于第一移動機(jī)構(gòu)(98)，移動第二天線設(shè)備(100)。
39.根據(jù)權(quán)利要求
38所述的方法，還包括相對于第一天線設(shè)備(98)支撐第二天線設(shè)備(100)，并且通過移動第一天線設(shè)備(98)，相對于主體位置(46)移動第二天線設(shè)備(100)。
40.根據(jù)權(quán)利要求
36所述的方法，其中生成第一圖像數(shù)據(jù)包括生成包括具有不同的亮度級的像素(140)的第一圖像數(shù)據(jù)，以及標(biāo)識第一圖像數(shù)據(jù)的至少第一部分包括確定至少一組(144)像素(140)的亮度級與相應(yīng)參考組的像素的亮度級的相關(guān)性。
41.根據(jù)權(quán)利要求
40所述的方法，其中確定亮度級的相關(guān)性還包括標(biāo)識第一圖像數(shù)據(jù)的至少一部分，其中對應(yīng)于第一圖像數(shù)據(jù)，至少具有至少一組(144)像素(140)中的像素(140)的亮度級與參考組像素的亮度級的閾值相關(guān)性。
42.根據(jù)權(quán)利要求
41所述的方法，其中標(biāo)識第一圖像數(shù)據(jù)的至少一部分包括把給定像素(R)的相關(guān)值確定為一個(gè)或多個(gè)其它像素(140)的亮度級的函數(shù)。
43.根據(jù)權(quán)利要求
42所述的方法，其中確定給定像素(R)的相關(guān)值包括確定從相對于給定像素(R)安排的一組(144)相關(guān)聯(lián)像素(140)的亮度級中導(dǎo)出的給定像素(R)的相關(guān)值。
44.根據(jù)權(quán)利要求
43所述的方法，其中確定從相關(guān)聯(lián)組(144)的像素(140)的亮度級中導(dǎo)出的給定像素(R)的相關(guān)值包括利用涉及組(144)中的像素(140)相對于給定像素(R)的位置的量，修改相關(guān)聯(lián)像素(140)的組(144)中的每個(gè)像素(140)的原始亮度級，以及組合修改的亮度級。
45.根據(jù)權(quán)利要求
44所述的方法，其中修改原始亮度級包括將因子與像素(140)的組(144)中的每個(gè)像素(140)相關(guān)聯(lián)，以及利用與像素(140)相關(guān)聯(lián)的因子乘以組(144)中的每個(gè)像素(140)的原始亮度級，其中這些因子的至少兩個(gè)因子是不相同的。
46.根據(jù)權(quán)利要求
45所述的方法，其中相關(guān)聯(lián)因子包括將因子與包括中心像素(R)的相鄰像素(140)的組(144)中的每個(gè)像素(140)相關(guān)聯(lián)，其中與中心像素(R)相關(guān)聯(lián)的因子具有的值大于其它因子的值。
47.根據(jù)權(quán)利要求
46所述的方法，其中相關(guān)聯(lián)因子包括將因子與構(gòu)成至少一行像素(140)的相鄰像素(140)的組(144)中的每個(gè)像素(140)相關(guān)聯(lián)，其中至少一行中的像素(140)的因子包括至少一個(gè)正值和至少一個(gè)負(fù)值。
48.根據(jù)權(quán)利要求
47所述的方法，其中相關(guān)聯(lián)因子包括將因子與構(gòu)成像素(140)的列和行的柵格的相鄰像素(140)的組(144)中的每個(gè)像素(140)相關(guān)聯(lián)，其中每行和列中的像素(140)的因子在正值和負(fù)值之間交替。
49.根據(jù)權(quán)利要求
35所述的方法，其中產(chǎn)生第二圖像數(shù)據(jù)包括產(chǎn)生與包括至少第一圖像(130)的一部分的第二圖像(132)相對應(yīng)的第二圖像數(shù)據(jù)。
50.根據(jù)權(quán)利要求
49所述的方法，其中第一和第二圖像數(shù)據(jù)包括各自具有亮度級的像素(140)，以及產(chǎn)生第二圖像數(shù)據(jù)包括產(chǎn)生具有像素(140)的第二圖像數(shù)據(jù)，其中像素(140)具有的亮度級基于第一圖像數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)像素(140)的亮度級。
51.根據(jù)權(quán)利要求
50所述的方法，其中產(chǎn)生第二圖像數(shù)據(jù)包括產(chǎn)生具有像素(140)的第二圖像數(shù)據(jù)，其中像素(140)具有通過在第一圖像數(shù)據(jù)中內(nèi)插像素(140)而確定的亮度級。
52.根據(jù)權(quán)利要求
49所述的方法，其中產(chǎn)生第二圖像數(shù)據(jù)包括產(chǎn)生與第二圖像(132)相對應(yīng)的第二圖像數(shù)據(jù)，其中相比于第一圖像(130)，放大第二圖像(132)。
53.一種成像系統(tǒng)(30)，包括用于從與主體位置(46)分隔開的位置朝向主體位置(46)中的主體(32)發(fā)射約100MHz至約2THz頻率范圍中的電磁輻射的裝置(48)；用于響應(yīng)發(fā)射的電磁輻射而從主體(32)接收從主體(32)發(fā)射的電磁輻射的裝置(48)；用于產(chǎn)生代表接收輻射的圖像信號(68)的裝置(48)；以及用于從圖像信號(68)的至少第一部分產(chǎn)生第一圖像數(shù)據(jù)的裝置(70)，其中第一圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)于具有第一分辨率的主體(32)的至少一部分的第一圖像(130)；以及用于從圖像信號(68)的至少第二部分產(chǎn)生第二圖像數(shù)據(jù)的裝置(70)，其中第二圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)于具有第二分辨率的主體(32)的至少一部分的第二圖像(132)，其中第二分辨率大于第一分辨率。
54.根據(jù)權(quán)利要求
53所述的成像系統(tǒng)(30)，還包括裝置(70)，用于確定對應(yīng)于第一圖像(130)的第一圖像數(shù)據(jù)是否包括對應(yīng)于人(34)上的物體(36)的特征，并且其中用于產(chǎn)生第二圖像數(shù)據(jù)的裝置(70)還用于從與第一圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的圖像信號(68)的一部分中產(chǎn)生第二圖像數(shù)據(jù)，其中第一圖像數(shù)據(jù)包括對應(yīng)于物體(36)的特征。
55.根據(jù)權(quán)利要求
54所述的成像系統(tǒng)(30)，其中用于發(fā)射輻射的裝置(48)還用于在第一天線設(shè)備(98)上發(fā)射輻射，和從第二天線設(shè)備(100)中發(fā)射輻射；用于接收輻射的裝置(48)還用于響應(yīng)在第一天線設(shè)備(98)上發(fā)射的輻射而在第一天線設(shè)備(98)上接收輻射，以及響應(yīng)在第二天線設(shè)備(100)上發(fā)射的輻射而在第二天線設(shè)備(100)上接收輻射；以及用于產(chǎn)生圖像信號(68)的裝置(48)還用于產(chǎn)生代表在第一天線設(shè)備(98)上接收的輻射的圖像信號(68)的第一部分，并且產(chǎn)生代表在第二天線設(shè)備(100)上接收的輻射的圖像信號(68)的第二部分。
56.一個(gè)或多個(gè)存儲媒體(74)，其中包含適于由計(jì)算機(jī)處理器(70)執(zhí)行的命令的程序，用于利用約100MHz至2THz范圍中的電磁輻射，接收為了響應(yīng)主體(32)的詢問而生成的圖像信號(68)，其中該主體(32)包括人(34)和由該人(34)攜帶的任何物體(36)；從圖像信號(68)的至少第一部分產(chǎn)生與主體(32)的至少一部分的第一圖像(130)相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)；以及從圖像數(shù)據(jù)(68)的至少第二部分產(chǎn)生與第一圖像(130)的至少一部分的第二圖像(132)相對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。
57.根據(jù)權(quán)利要求
56所述的存儲媒體(74)，其中包含的程序還適于由計(jì)算機(jī)處理器(70)執(zhí)行，以確定對應(yīng)于第一圖像(130)的圖像數(shù)據(jù)(68)是否包括對應(yīng)于人(34)上的物體(36)的特征，并且在對應(yīng)于第一圖像(130)的圖像數(shù)據(jù)(68)被確定為包括對應(yīng)于物體(36)的特征時(shí)，從與包括對應(yīng)于物體(36)的特征的圖像數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的圖像信號(68)的一部分中，產(chǎn)生對應(yīng)于第二圖像(132)的圖像數(shù)據(jù)。
58.根據(jù)權(quán)利要求
57所述的存儲媒體(74)，其中包含的程序還適于由計(jì)算機(jī)處理器(70)執(zhí)行，以便從圖像信號(68)的至少第一部分中產(chǎn)生包括具有不同亮度級的像素(140)的圖像數(shù)據(jù)，并且確定至少一組(144)像素(140)的亮度級與具有對應(yīng)于物體(36)的亮度級的相應(yīng)參考組像素的亮度級的相關(guān)性。
專利摘要
一種成像系統(tǒng)(30)可以包括天線設(shè)備(48)，該天線設(shè)備被配置成朝向主體位置(46)中的主體(32)發(fā)射和從主體位置(46)中的主體(32)接收毫米波電磁輻射。主體(32)可以包括人(34)和任何與該人(34)辨別開來的物體(36)?？刂破?62)可以包括收發(fā)信機(jī)(64)，其被配置成操作天線設(shè)備(48)以及產(chǎn)生代表接收輻射的輸出(68)；以及處理器(70)，其適于從收發(fā)信機(jī)輸出(68)中產(chǎn)生代表主體(32)的圖像(130)的數(shù)據(jù)。代表由天線設(shè)備(48)接收的輻射的圖像信號的至少第一部分可以用來產(chǎn)生代表主體(32)的至少一部分的第一圖像(130)的第一圖像數(shù)據(jù)?？梢詮膱D像信號的至少第二部分，產(chǎn)生代表第二圖像(132)的第二圖像數(shù)據(jù)，其中第二圖像(132)具有的分辨率不同于第一圖像(130)的分辨率。
文檔編號G01S13/00GK1997912SQ200580019319
公開日2007年7月11日 申請日期2005年4月7日
發(fā)明者M·弗萊舍爾, R·R·布拉辛, M·M·拉金斯基, T·W·格魯?shù)驴品蛩够?申請人:安全觀察公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan