全息成像安检系统以及安检方法

技术领域

本公开涉及安全检测技术领域，具体地，涉及一种全息成像安检系统以及安检方法。

背景技术

现在，成像检测技术被广泛运用，尤其是安检领域中的安检成像设备，安检成像设备包括多种类型，比如，常见的毫米波人体安检设备，毫米波人体安检设备通过利用毫米波成像技术，能够在不直接接触待测人员的人体的情况下，有效检测出在衣物覆盖下藏匿于人体各部位处的违禁品等，并可以从基于检测而生成的图像上提取藏匿的目标物品的形状、大小和位置等信息。基于词，毫米波人体安检设备被应用于机场、车站、边防等公共安全性要求高的区域。

目前的毫米波人体安检设备在检测扫描过程中，用于触发天线扫描的带宽信号传输至天线，天线响应于该带宽信号发射电磁波用于扫描。然而，用于触发的带宽信号是大带宽信号，大带宽信号针对的带宽频率范围很广，大带宽信号调制困难，并且由于大带宽信号对应的带宽频率范围广，导致数据获取效率低，进而导致毫米波人体安检设备效率低。

发明内容

鉴于上述，本公开提供了一种全息成像安检系统以及安检方法。全息成像安检系统中的多子带调制解调装置可以调制指定带宽对应的多个子带信号并解调多个子带回波信号，通道开关切换装置和分布式天线装置配合进行发送、接收等方式传输各个信号，实现了基于多个子带信号的信号收发机制。通过多个子带信号和对应的多个子带回波信号配合进行信号收发，提高了针对指定带宽的信号处理效率。

根据本公开的一个方面，提供了一种全息成像安检系统，包括：多子带调制解调装置、通道开关切换装置、分布式天线装置和数据采集处理装置；所述多子带调制解调装置分别与所述通道开关切换装置和所述数据采集处理装置连接，所述通道开关切换装置还与所述分布式天线装置连接；所述多子带调制解调装置用于调制指定带宽对应的多个子带信号，以及对子带信号对应的子带回波信号进行解调处理；所述通道开关切换装置用于根据所述多个子带信号和时间周期切换对应的通道开关组合，以在该时间周期内选择该通道开关组合对应的收发天线单元组合进行扫描；所述分布式天线装置中的收发天线单元组合响应于接收到子带信号，向被测对象发射电磁波信号，并接收对应的子带回波信号；以及所述数据采集处理装置用于根据解调后的子带回波信号进行三维成像处理以及基于三维图像数据进行异物检测处理。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述多子带调制解调装置用于：在针对各个子带信号进行调制时，在该子带信号对应的子带信号频率区间内进行频率采样，并对采样频率进行调制，其中，频率采样的采样频率间隔根据所述分布式天线装置的收发天线单元组合与所述被测对象之间的距离来确定。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述多子带调制解调装置用于：在针对各个子带信号对应的子带回波信号进行解调时，将该子带信号的子带回波信号与该子带信号进行混频处理，以得到指定频率的子带回波信号。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述分布式天线装置包括天线阵列，每个天线阵列包括发射天线单元列和接收天线单元列，每个发射天线单元列包括多个发射天线单元组，每个接收天线单元列包括多个接收天线单元组。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述通道开关切换装置还用于：根据子带信号和所述分布式天线装置中的天线阵列确定各个时间周期的收发天线单元组合，以及各个收发天线单元组合与各个子带信号的对应关系；以及根据所确定的收发天线单元组合以及对应关系，确定各个时间周期对应的通道开关组合。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述通道开关切换装置还用于：根据子带信号的数量确定每个时间周期包括的子周期；以及针对每个时间周期，确定每个子周期中各个子带信号与收发天线单元组合的对应关系；以及根据所确定的对应关系，确定各个子周期对应的通道开关组合。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述多子带调制解调装置调制的子带信号的数量根据所述分布式天线装置中的天线阵列的数量以及所述通道开关切换装置的开关控制逻辑来确定。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述发射天线单元列中各个发射天线单元组间隔第一距离，所述接收天线单元列中各个接收天线单元组间隔第二距离，其中，所述第一距离大于发射天线单元组中相邻两个发射天线单元之间的距离，所述第二距离大于接收天线单元组中相邻两个接收天线单元之间的距离。

可选地，在上述方面的一个示例中，每个天线阵列中的发射天线单元组与接收天线单元组在方位维方向上错位布置。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述通道开关切换装置还用于：按照以下开关控制逻辑中的一种来控制各个天线阵列：各个天线阵列以线性扫描方式并行执行、一部分天线阵列以线性扫描方式且另一部分天线阵列以随机扫描方式并行执行、各个天线阵列以随机扫描方式并行执行、各个天线阵列以线性扫描方式顺序串行执行、一部分阵列以线性扫描方式且另一部分以随机扫描方式顺序串行执行以及各个天线阵列以随机扫描方式顺序串行执行。

可选地，在上述方面的一个示例中，在所述发射天线单元列的一侧或两侧布置有一个或多个隔离墙，在所述接收天线单元列的一侧或两侧布置有一个或多个隔离墙，其中，每个隔离墙形成有扼流槽。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述数据采集处理装置包括数据采集装置和数据处理装置；所述数据采集装置用于对所述多子带调制解调装置解调后的子带回波信号进行合成处理以得到带宽回波信号；所述数据处理装置用于根据从所述数据采集装置获取到的带宽回波信号进行三维成像处理以及基于三维图像数据进行异物检测处理。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述数据处理装置使用三维频域能量聚集成像算法和/或三维稀疏贝叶斯压缩感知成像算法来进行三维成像处理。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述数据处理装置还用于：将所述三维图像数据进行正射投影得到多幅二维图像数据；根据各幅二维图像数据中的被测对象对各幅二维图像数据进行分割处理，以使每幅二维图像数据被分割成至少一幅针对所述被测对象的子图像数据；以及将各幅子图像数据输入经过训练的无锚点异物检测模型，得到针对所述被测对象的异物检测结果，其中，所述无锚点异物检测模型基于输入的各幅子图像数据生成针对该子图像数据包括的所述被测对象的部位的检测框，并基于生成的检测框进行异物检测。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述数据采集装置还用于：对所述多子带调制解调装置解调后的子带回波信号依次进行杂波抑制处理、残余视频相位校正、相位误差校正以及合成处理；以及所述数据处理装置用于根据合成处理得到的带宽回波信号进行三维成像处理以及基于三维图像数据进行异物检测处理。

可选地，在上述方面的一个示例中，还包括温度测量装置、金属探测装置以及三维点云测量装置中的至少一种装置。

根据本公开的另一方面，还提供一种使用全息成像安检系统进行安检的方法，其中，所述全息成像安检系统包括：多子带调制解调装置、通道开关切换装置、分布式天线装置和数据采集处理装置；所述方法包括：在所述多子带调制解调装置处，调制指定带宽对应的多个子带信号，并将所调制的多个子带信号发送给所述通道开关切换装置；在通道开关切换装置处，根据所述多个子带信号和时间周期切换对应的通道开关组合，并使用所述通道开关组合中对应的各个通道开关将各个子带信号发送给对应的收发天线单元组合；在所述分布式天线装置中的收发天线单元组合处，响应于接收到子带信号，向被测对象发射电磁波信号，接收对应的子带回波信号，并将所述子带回波信号反馈给所述通道开关切换装置；在所述通道开关切换装置处，将所接收到的子带回波信号发送给所述多子带调制解调装置；在所述多子带调制解调装置处，对所接收到的子带回波信号进行解调处理，并将解调后的子带回波信号发送给所述数据采集处理装置；以及在所述数据采集处理装置处，根据解调后的子带回波信号进行三维成像处理以及基于三维图像数据进行异物检测处理。

附图说明

通过参照下面的附图，可以实现对于本公开内容的本质和优点的进一步理解。在附图中，类似组件或特征可以具有相同的附图标记。

图1示出了本公开的全息成像安检系统的一个示例的方框图。

图2示出了的天线阵列线性扫描和随机扫描的一个示例的示意图。

图3A示出了本公开的两个子带信号的情况通道开关切换装置进行通道开关切换的一个示例的调频波示意图。

图3B示出了本公开的四个子带信号的情况通道开关切换装置进行通道开关切换的一个示例的调频波示意图。

图4示出了本公开的分布式天线装置包括的天线阵列的一个示例的示意图。

图5示出了本公开的分布式天线装置包括的天线阵列的另一个示例的示意图。

图6示出了本公开的使用全息成像安检系统进行安检的方法的一个示例的流程图。

具体实施方式

以下将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。

如本文中使用的，术语“包括”及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。

在本文中，术语“连接”是指两个组件之间直接机械连接、连通或电连接，或者通过中间组件来间接机械连接、连通或电连接。术语“电连接”是指两个组件之间可以进行电通信以进行数据/信息交换。同样，所述电连接可以指两个组件之间直接电连接，或者通过中间组件来间接电连接。所述电连接可以采用有线方式或无线方式来实现。

毫米波人体安检设备被广泛运用于机场、车站、法院等各种安检场所，毫米波人体安检设备通过利用毫米波成像技术，能够在不直接接触待测人员的人体的情况下，有效检测出在衣物覆盖下藏匿于人体各部位处的违禁品等，并可以从基于检测而生成的图像上提取藏匿的目标物品的形状、大小和位置等信息。基于词，毫米波人体安检设备被应用于机场、车站、边防等公共安全性要求高的区域。

目前的毫米波人体安检设备在检测扫描过程中，用于触发天线扫描的带宽信号传输至天线，天线响应于该带宽信号发射电磁波用于扫描。然而，用于触发的带宽信号是大带宽信号，大带宽信号针对的带宽频率范围很广，大带宽信号调制困难，并且由于大带宽信号对应的带宽频率范围广，导致数据获取效率低，进而导致毫米波人体安检设备效率低。

鉴于上述，本公开提供了一种全息成像安检系统以及安检方法。全息成像安检系统中的多子带调制解调装置可以调制指定带宽对应的多个子带信号并解调多个子带回波信号，通道开关切换装置和分布式天线装置配合进行发送、接收等方式传输各个信号，实现了基于多个子带信号的信号收发机制。通过多个子带信号和对应的多个子带回波信号配合进行信号收发，提高了针对指定带宽的信号处理效率。

下面将结合附图来详细描述根据本公开的全息成像安检系统。

图1示出了本公开的全息成像安检系统100的一个示例的方框图。

如图1所示，全息成像安检系统100可以包括：多子带调制解调装置110、通道开关切换装置120、分布式天线装置130和数据采集处理装置140。其中，多子带调制解调装置110可以分别与通道开关切换装置120和数据采集处理装置140连接，通道开关切换装置120还可以与分布式天线装置130连接。

下面首先对多子带调制解调装置110进行说明。

多子带调制解调装置110可以调制指定带宽对应的多个子带信号。

指定带宽对应指定的频率范围，每个子带信号的信号带宽对应的频率范围属于指定带宽对应的频率范围，并且各个子带信号对应的信号带宽可以构成该指定带宽。子带信号与回波信号一一对应，该多个回波信号的信号带宽也可以构成指定带宽。

例如，指定带宽的频率范围是[70Hz，90Hz]，经过调制得到成4子带信号：r

在一个示例中，多子带调制解调装置110调制成的子带信号的数量可以根据分布式天线装置130中的天线阵列的数量以及通道开关切换装置120的开关控制逻辑来确定。

通道开关切换装置120用于通过切不同的换通道开关来控制各个天线阵列中进行扫描的天线单元，通道开关切换装置120的开关控制逻辑可以包括针对各个天线阵列的并行控制和串行控制，天线阵列在并行控制时可以同时进行扫描，天线阵列在串行控制时按照顺序依次进行扫描。

被调制成的子带信号的数量与需要并行扫描的天线阵列的数量相同。例如，分布式天线装置中有两个天线阵列，通道开关切换装置的开关控制逻辑以并行的方式控制该两个天线阵列，即，该两个天线阵列并行扫描，则多子带调制解调装置110可以调制成两个子带信号，两个子带信号分别控制两个天线阵列。

多子带调制解调装置110在确定子带信号的数量后，可以将指定带宽的信号频率区间划分为所确定的数量个子带信号频率区间。例如，指定带宽的信号频率区间是：26GHz～40GHz，所确定的子带信号数量是2，则将其划分为两个子带信号频率区间分别为：26GHz～33GHz和33GHz～40GHz。

每个子带信号频率区间对应一个子带信号，在针对各个子带信号进行调制时，在该子带信号对应的子带信号频率区间内进行频率采样，并对采样频率进行调制。

针对每个子带信号频率区间的频率采样，所得到的采样频率能够表示出或者还原出该子带信号频率区间的连续频率。这样在保证每个子带信号不失真的情况下，可以减少每个子带信号携带的数据量，从而在信号传输过程提高传输效率。

频率采样的采样频率间隔可以根据分布式天线装置130的收发天线单元组合与被测对象之间的距离来确定。具体地，分布式天线装置130的收发天线单元组合与被测对象之间的距离越大，则采样频率间隔可以越小；分布式天线装置130的收发天线单元组合与被测对象之间的距离越小，则采样频率间隔可以越大。

例如，子带信号频率区间的最小频率是f

其中，N表示所确定的子带信号数量，N

针对每个子带信号频率区间，在频率采样后，可以对每个子带信号频率区间的采样频率进行调频处理，从而得到调频后的子带信号。不同的子带信号频率区间所采用的调频方式可以不同，调频方式可以包括连续波调频、线性调频、步进频调频等。

多子带调制解调装置110在得到调制后的各个子带信号，可以将各个子带信号对应传输给通道开关切换装置120切换的通道开关组合，由通道开关组合传输给对应的天线单元组合，以触发天线单元组合进行扫描。

此外，多子带调制解调装置110还可以对子带信号对应的子带回波信号进行解调处理。

子带回波信号是收发天线单元组合中的发射天线单元向被测对象发射电磁波信号后被测对象反射给接收天线单元的信号。子带回波信号依次经由分布式天线装置130、通道开关切换装置120传输给多子带调制解调装置110，其中，触发发射天线单元发射电磁波信号的子带信号与基于该电磁波信号反射的子带回波信号是对应的，通道开关切换装置120传输子带回波信号的通道开关与传输该子带回波信号对应的子带信号的通道开关相同。

在一个示例中，多子带调制解调装置110在针对各个子带信号对应的子带回波信号进行解调时，可以将该子带信号的子带回波信号与该子带信号进行混频处理，以得到指定频率的子带回波信号。其中，指定频率可以包括中频。

进行混频处理的子带回波信号与子带信号对应，每个子带回波信号是由对应的子带信号得到的。这样，在混频处理时保持了子带信号的一致性，各个子带信号在调制和解调过程中始终保持相对独立，不受其它子带信号的影响。

通过上述多子带调制解调装置110，可以实现同时多路信号发射，节省信号收发时间，提高数据获取效率。此外，多子带调制解调装置110进行多子带信号收发，避免了原有的大带宽信号产生方式引起的带内和带外杂散以及引起信号带内平坦性恶化，进而导致通道信号补偿的难度增大的问题。多子带调制解调装置110通过调制多子带信号的方式，单次信号产生时的带内和带外杂散能够得到很好的抑制，还能有效保证良好的带内平坦性。此外，多子带调制解调装置110通过调制多子带信号的方式，可以降低单次信号的带宽，进而子带信号的线性度较为容易实现，有利于后续信号补偿与成像处理。

下面首先对通道开关切换装置120进行说明。

通道开关切换装置120可以包括多个通道开关，每个通道开关对应分布式天线装置130中的一个天线单元。当对应发射天线单元的通道开关开启时，该发射天线单元可以接收到子带信号，进而可以被触发发射电磁波信号。当对应发射天线单元的通道开关关闭时，该发射天线单元接收不到子带信号，进而也不能被触发发射电磁波信号。当对应接收天线单元的通道开关开启时，该接收天线单元可以作为一个发射天线单元对应的接收子带回波信号的接收天线单元。当对应接收天线单元的通道开关关闭时，该接收天线单元接收不能作为接收子带回波信号的接收天线单元。

通道开关开启的发射天线单元和通道开关开启的接收天线单元可以构成一组收发天线单元组合，一组收发天线单元组合可以进行至少一次电磁波信号的发射和接收操作，因此，一组收发天线单元组合对应的通道开关在均开启时可以作为一个开关通道。每个开关通道对应一组收发天线单元，相应地可以执行至少一次电磁波信号的发射和接收操作。各个子带信号由对应的开关通道传输并触发对应的收发天线单元组合。

通道开关切换装置120可以独立地对各个天线阵列进行控制，比如，控制各个天线阵列的执行顺序不同，比如，并行执行或者顺序串行执行；还可以控制各个天线阵列的扫描方式不同，比如，天线阵列可以采用线性扫描或者随机扫描方式。

在一个示例中，通道开关切换装置120可以按照以下开关控制逻辑中的任一种来控制各个天线阵列：各个天线阵列以线性扫描方式并行执行、一部分天线阵列以线性扫描方式且另一部分天线阵列以随机扫描方式并行执行、各个天线阵列以随机扫描方式并行执行、各个天线阵列以线性扫描方式顺序串行执行、一部分阵列以线性扫描方式且另一部分以随机扫描方式顺序串行执行以及各个天线阵列以随机扫描方式顺序串行执行。

以两个天线阵列121和122为例，通道开关切换装置120可以控制天线阵列121和122并行执行扫描操作，此时，天线阵列121和122同时进行扫描操作，天线阵列121和122的扫描方式可以相同，即都以线性扫描或随机扫描方式；还可以不同，即一个天线阵列以线性扫描方式，另一个天线阵列以随机扫描方式。

通道开关切换装置120还可以控制天线阵列121和122顺序串行执行扫描操作，此时，可以天线阵列121先执行天线阵列122后执行，或者，天线阵列122先执行天线阵列121后执行。在这种情况下，天线阵列121和122的扫描方式可以相同，即都以线性扫描或随机扫描方式；还可以不同，即一个天线阵列以线性扫描方式，另一个天线阵列以随机扫描方式

天线阵列以线性扫描方式扫描时各个收发天线单元组合所形成的等效采样点分布均匀，天线阵列以随机扫描方式扫描时收发天线单元组合所形成的等效采样点分布不均匀。其中，收发天线单元组合所形成的等效采样点可以是收发天线单元组合中的发射天线单元与接收天线单元在几何中心位置。同一个天线阵列中的收发天线单元组合的等效采样点可以位于同一直线上。

图2示出了本公开的天线阵列线性扫描和随机扫描的一个示例200的示意图。

如图2所示的全息成像安检系统中的通道开关切换装置120包括两个天线阵列121和122，其中，天线阵列121采用线性扫描的方式，天线阵列122采用随机扫描的方式。采用线性扫描的天线阵列121进行扫描所形成的等效采样点分布均匀，如图2的柱面左侧所示。采用随机扫描的天线阵列122进行扫描所形成的等效采样点分布不均匀，如图2的柱面右侧所示。

通道开关切换装置120在不同的时间周期内所选择的天线单元组合可以不同，即，不同的时间周期内开启的开关通道可以不同。基于此，通道开关切换装置120可以根据多个子带信号和时间周期切换对应的通道开关组合，以在该时间周期内选择该通道开关组合对应的收发天线单元组合进行扫描。

所切换的通道开关组合中的通道开关在对应的时间周期内开启，各个子带信号通过相应的通道开关传输至对应的天线单元，以触发对应的天线单元进行扫描。

每个时间周期对应至少一组收发天线单元组合，并且在该时间周期内所对应的收发天线单元组合被触发进行扫描。不同的时间周期对应的收发天线单元组合可以不同。

针对每个时间周期，根据子带信号的数量，可以将该时间周期划分为多个子周期。在每个子周期内，各个子带信号触发对应的天线单元组合进行并行扫描。在属于同一时间周期内的不同子周期内，同一子带信号对应的天线单元组合可以不同。

通道开关切换装置120还可以根据子带信号和分布式天线装置中的天线阵列确定各个时间周期的收发天线单元组合，以及各个收发天线单元组合与各个子带信号的对应关系。

各个子带信号用于触发对应的收发天线单元组合进行扫描操作。当分布式天线装置中各个天线阵列串行扫描时，则每个时刻仅有一个天线阵列在执行扫描操作，此时，所确定的收发天线单元组合与子带信号的数量相同。

当分布式天线装置中并行的天线阵列包括至少两个时，可以从每个天线阵列上确定数量相同的收发天线单元组合，所有天线阵列上确定出的收发天线单元组合之和与子带信号的数量相同。

在确定出各个时间周期对应的收发天线单元组合以及收发天线单元组合与各个子带信号的对应关系后，通道开关切换装置120可以确定各个时间周期对应的通道开关组合。在每个时间周期内开启对应的通道开关组合以形成传输子带信号的开关通道，每个开关通道与收发天线单元组合对应，根据收发天线单元组合与各个子带信号的对应关系以及开关通道与收发天线单元组合的对应关系，利用对应的开关通道可以将子带信号传输给对应的收发天线单元组合，进而在当前周期内触发该收发天线单元组合进行扫描操作。

此外，通道开关切换装置还可以根据子带信号的数量确定每个时间周期包括的子周期，所确定的每个时间周期包括的子周期的数量与子带信号的数量相同。

然后，针对每个时间周期，可以确定该时间周期内的每个子周期中各个子带信号与收发天线单元组合的对应关系。其中，在同一时间周期内，同一子带信号在不同子周期对应的收发天线单元组合可以不同。基于此，可以根据所确定出的每个子周期中各个子带信号与收发天线单元组合的对应关系，确定各个子周期对应的通道开关组合。在每个子周期内，子带信号、通道开关组合以及收发天线单元组合三者是对应关系，每个通道开关组合形成的开关通道用于传输对应的子带信号给对应的收发天线单元组合。在不同的子周期内，子带信号、通道开关组合以及收发天线单元组合三者的对应关系不同。

图3A示出了本公开的两个子带信号的情况通道开关切换装置进行通道开关切换的一个示例的调频波示意图。

如图3A所示，多子带调制解调装置调制的两个子带信号对应的频率区间分别为f

根据子带信号的数量可以每个时间周期包括两个子周期，如图3A所示，第一个时间周期包括的两个子周期是：0-1/2Δt和1/2Δt-Δt。

在第一个时间周期Δt内，天线阵列TR1中被触发进行扫描的一个收发天线单元组合包括发射天线单元TR1-T1和接收天线单元TR1-R1，相应地，天线阵列TR2中被触发进行扫描的一个收发天线单元组合包括发射天线单元TR2-T1和接收天线单元TR2-R1。

其中，在第一个子周期(0-1/2Δt)内，天线单元TR1-T1和TR1-R1构成的收发天线单元组合响应于f

在第二个时间周期(Δt-2Δt)内，天线阵列TR1中被触发进行扫描的一个收发天线单元组合包括发射天线单元TR1-T1和接收天线单元TR1-R2，相应地，天线阵列TR2中被触发进行扫描的一个收发天线单元组合包括发射天线单元TR2-T1和接收天线单元TR2-R2。

其中，在第二个时间周期中的第一个子周期(Δt-3/2Δt)内，天线单元TR1-T1和TR1-R2构成的收发天线单元组合响应于f

图3B示出了本公开的四个子带信号的情况通道开关切换装置进行通道开关切换的一个示例的调频波示意图。

如图3B所示，多子带调制解调装置调制的四个子带信号对应的频率区间分别为f

根据子带信号的数量可以每个时间周期包括四个子周期，如图3B所示，第一个时间周期包括的两个子周期是：0-1/4Δt、1/4Δt-2/4Δt、2/4Δt-3/4Δt和3/4Δt-Δt。

在第一个时间周期Δt内，天线阵列TR1中被触发进行扫描的一个收发天线单元组合包括发射天线单元TR1-T1和接收天线单元TR1-R1，另一个收发天线单元组合包括发射天线单元TR1-T2和接收天线单元TR1-R2，相应地，天线阵列TR2中被触发进行扫描的一个收发天线单元组合包括发射天线单元TR2-T1和接收天线单元TR2-R1，另一个收发天线单元组合包括发射天线单元TR2-T2和接收天线单元TR2-R2。

其中，在第一个子周期(0-1/4Δt)内，天线单元TR1-T1和TR1-R1构成的收发天线单元组合响应于f

在第二个子周期(1/4Δt-2/4Δt)内，天线单元TR1-T1和TR1-R1构成的收发天线单元组合响应于f

在第三个子周期(2/4Δt-3/4Δt)内，天线单元TR1-T1和TR1-R1构成的收发天线单元组合响应于f

在第四个子周期(3/4Δt-Δt)内，天线单元TR1-T1和TR1-R1构成的收发天线单元组合响应于f

下面对分布式天线装置130进行说明。

分布式天线装置130可以包括多个发射天线单元和多个接收天线单元，一个发射天线单元和一个接收天线单元可以构成一个收发天线单元组合，每个收发天线单元组合可以响应于接收到的子带信号，对被测对象进行扫描，即，收发天线单元组合中的发射天线单元可以向被测对象发射电磁波信号，接收天线单元可以接收对应的子带回波信号。在一个示例中，全息成像安检系统100中的收发天线单元组合发射的电磁波信号可以包括雷达信号，雷达信号可以包括微波、毫米波、太赫兹波等频段的信号。

在本公开的一个示例中，分布式天线装置中的发射天线单元和接收天线单元以天线阵列的方式排列，分布式天线装置可以包括至少一个天线阵列，每个天线阵列包括发射天线单元列和接收天线单元列，每个发射天线单元列包括多个发射天线单元组，每个接收天线单元列包括多个接收天线单元组。

在一个示例中，发射天线单元列中的各个发射天线单元可以均匀排列，即，各个发射天线单元之间的间距相同。接收天线单元列中的各个接收天线单元可以均匀排列，即，各个接收天线单元之间的间距相同。

在另一个示例中，发射天线单元列中的各个发射天线单元以组的形式进行排列，发射天线单元列可以包括多个发射天线单元组，每个发射天线单元组可以包括第一指定数量的发射天线单元。接收天线单元列中的各个接收天线单元按照组进行排列，接收天线单元列可以包括多个接收天线单元组，每个接收天线单元组可以包括第二指定数量的接收天线单元。其中，第一指定数量和第二指定数量可以不同，也可以相同。

在该示例中，发射天线单元组中相邻的发射天线单元之间的间距和接收天线单元组中相邻的接收天线单元之间的间距可以指定。例如，接收天线单元组中相邻的接收天线单元之间的间距可以是工作波长的k倍，k可以取0.75至1.2之间的值，发射天线单元组中相邻的发射天线单元之间的间距可以是接收天线单元组中相邻的接收天线单元之间的间距两倍。

在一个示例中，发射天线单元列中各个发射天线单元组之间可以间隔第一距离，第一距离可以大于发射天线单元组中相邻两个发射天线单元之间的间距。接收天线单元列中各个接收天线单元组之间可以间隔第二距离，第二距离可以大于接收天线单元组中相邻两个接收天线单元之间的间距。

第一距离和第二距离可以指定。例如，第一距离可以是接收天线单元组中相邻的接收天线单元之间的间距两倍。第二距离可以是接收天线单元组中相邻的接收天线单元之间的间距七倍。

在该示例中，以间隔的方式排列发射天线单元组和接收天线单元组，在可以实现通过收发天线单元组合发射接收电磁波信号的基础上，减少了天线单元的数量。

每个天线阵列中的发射天线单元列中的各个发射天线单元与接收天线单元列中的各个接收天线单元在方位维方向上错位布置。这样可以实现最小采样间隔，通过这种错位布置，实现收发分置，增加收发之间的隔离度，提升安检设备的成像动态范围，进而提升图像质量，增强安检设备对人体表面的异物检测能力。

进一步地，每个天线阵列中的发射天线单元组与接收天线单元组在方位维方向上错位布置。实现收发等效在同一俯仰维方向上，避免在方位维方向出现非均匀信号。在一种布置方式中，相邻两个发射天线单元组之间的距离可以大于一个接收天线单元组的长度，相邻两个接收天线单元组之间的距离可以大于一个发射天线单元组的长度。

此外，每个天线阵列中的发射天线单元列和接收天线单元列之间的列间距可以根据发射天线单元和接收天线单元的天线极化方式来确定。发射天线单元和接收天线单元的天线极化方式都可以采用垂直极化、水平极化、左旋圆极化、右旋圆极化、圆极化、椭圆圆极化等。

发射天线单元和接收天线单元采用相同的天线极化方式可以称为同极化，发射天线单元和接收天线单元采用不同的天线极化方式可以称为交叉极化，同极化方式对应的列间距可以设置的较大，这样可以避免同极化耦合的问题。同极化方式对应的列间距可以大于交叉极化方式对应的列间距。例如，同极化方式对应的列间距可以是工作波长的m倍，m可以取2至10之间的值，交叉极化方式对应的列间距可以是工作波长的n倍，n可以取0至6之间的值。

基于上述所述的天线阵列中各个发射天线单元和各个接收天线单元的排列方式，发射天线单元列中的各个发射天线单元可以与接收天线单元列中的各个接收天线单元构成收发天线单元组合。

在一个示例中，针对每个天线阵列，收发天线单元组合可以由发射天线单元组中的发射天线单元与相邻对应的接收天线单元组中的接收天线单元组成，通过发射与接收组合形成等效采样点，在不同等效采样点上获取信号，实现相对目标的多普勒带宽获取，进而实现该维度上的分辨成像。在该示例中，与发射天线单元错位且距离最近的接收天线单元组是该发射天线单元相邻对应的接收天线单元组。

图4示出了本公开的分布式天线装置包括的天线阵列的一个示例400的示意图。

如图4所示，分布式天线装置包括的天线阵列121和122，两个天线阵列中的天线单元的排列方式相同。下面仅针对天线阵列121进行说明。图4所示的X坐标轴表示方位维方向，Z坐标轴表示俯仰维方向，也即柱面的母线方向。

“TR1-T1、TR1-T2、TR1-T3、TR1-T4”是一个发射天线单元组(以下称为第一发射天线单元组)，“TR1-T5、TR1-T6、TR1-T7、TR1-T8”是另一个发射天线单元组(以下称为第二发射天线单元组)。“TR1-R1、TR1-R2”是一个接收天线单元组(以下称为第一接收天线单元组)，“TR1-R3、TR1-R4”是另一个接收天线单元组(以下称为第二接收天线单元组)，“TR1-R5、TR1-R6”是另一个接收天线单元组(以下称为第三接收天线单元组)。

发射天线单元列中的第一发射天线单元组和第二发射天线单元组与接收天线单元列中的第一接收天线单元组、第二接收天线单元组和第三接收天线单元组在方位维方向上错位布置。即，每一个天线单元组在方位维方向上与另一列的两个天线单元组之间的空隙对齐，具体地，在方位维方向上，各个发射天线单元组与接收天线单元列中相邻两个接收天线单元组之间的间隙对齐，各个接收天线单元组与发射天线单元列中相邻两个发射天线单元组之间的间隙对齐。

相邻的发射天线单元组之间的距离“d_Trans2”大于发射天线单元组中相邻的发射天线单元之间的距离“d_Trans1”，相邻的接收天线单元组之间的距离“d_Receiv2”大于接收天线单元组中相邻的接收天线单元之间的距离“d_Receiv1”。发射天线单元组在Z方向上与相邻的接收天线单元组之间的距离是“d_TrRe1”，这样可以保证发射天线单元组与接收天线单元组是错位布置，从而各个发射天线单元与各个接收天线单元是错位布置。

第一发射天线单元组与第一接收天线单元组和第二接收天线单元组是相邻对应的，则第一发射天线单元组中的各个发射天线单元可以分别与第一接收天线单元组中的“TR1-R1、TR1-R2”以及第二接收天线单元组中的“TR1-R3、TR1-R4”构成收发天线单元组合。相应地，第二发射天线单元组与第二接收天线单元组和第三接收天线单元组是相邻对应的，

在一个示例中，在发射天线单元列的一侧或两侧布置有一个或多个隔离墙，在接收天线单元列的一侧或两侧布置有一个或多个隔离墙，其中，每个隔离墙形成有扼流槽。

图5示出了本公开的天线阵列的另一个示例的示意图。

如图5所示，X轴方向表示方位维方向，Z轴方向表示俯仰维方向。发射天线单元列的两侧分别布置有一个隔离墙，接收天线单元列的两侧也分别布置有一个隔离墙。每个隔离墙上形成有扼流槽，并且可以具有数个扼流槽，其中，扼流槽的数量可以称为扼流槽级数。具体地，扼流槽可以是形成于在隔离墙的侧面上，并且可以沿隔离墙的长度方向和宽度方向延伸。

扼流槽可以具有从隔离墙的侧面凹进去的开口，其中，开口可以沿隔离墙的宽度方向延伸，并且开口可以在扼流槽在与隔离墙的长度方向垂直的剖面上具有一定的形状(例如，矩形)。开口具有槽宽度和槽深度，扼流槽的槽宽度和槽深度可以约等于与该扼流槽对应的工作频率的四分之一波长，以便实现更好的性能，例如减弱发射天线单元的发射分布特性由于周边的接收天线单元、扼流槽及金属地板而发生的较大波动。

在该示例中，通过设置隔离墙以及隔离墙上形成的扼流槽，能够支持在宽频带的范围内有效地提升收发天线阵列的隔离度要求值，从而改善了成像装置的成像质量与检测效果同时进一步满足成像系统在尺寸紧凑性上的要求。

下面对数据采集处理装置140进行说明。

数据采集处理装置140可以从多子带调制解调装置110接收解调后的子带回波信号，并对解调后的子带回波信号进行三维成像处理以及基于三维图像数据进行异物检测处理。

具体地，数据采集处理装置可以包括数据采集装置和数据处理装置。数据采集装置可以用于对多子带调制解调装置解调后的子带回波信号进行合成处理以得到带宽回波信号，数据处理装置用于根据从数据采集装置获取到的带宽回波信号进行三维成像处理以及基于三维图像数据进行异物检测处理。

在一个示例中，数据采集装置可以对多子带调制解调装置解调后的子带回波信号依次进行杂波抑制处理、残余视频相位校正、相位误差校正以及合成处理。

具体地，数据采集装置可以从多子带调制解调装置获取解调后的子带回波信号，在该示例中，可以将多子带调制解调装置解调后的子带回波信号作为第一子带回波信号。其中，多个第一子带回波信号是对应的多个子带信号的回波信号，第一子带回波信号与子带信号一一对应，多个子带信号对应一个指定带宽，相应地，多个第一子带回波信号也对应指定带宽。

然后，对所获取的多个第一子带回波信号进行傅里叶变换，得到时域的多个第二子带回波信号；对各个第二子带回波信号中的杂波进行抑制处理，其中，各个第二子带回波信号中的杂波包括该第二子带回波信号与其它第二子带回波信号相互产生的针对相位的一次和多次频率分量。再对经过抑制处理后的各个第二子带回波信号进行残余视频相位校正。

从经过残余视频相位校正的多个第二子带回波信号中确定一个基准子带回波信号，计算基准子带回波信号分别与多个第二子带回波信号中除基准子带回波信号以外的各个其它第二子带回波信号的相位误差，针对每个其它第二子带回波信号，基于该第二子带回波信号的相位误差确定该第二子带回波信号对应的补偿因子；以及基于该第二子带回波信号和对应的补偿因子对该第二子带回波信号进行校正，以使得各个第二子带回波信号的相位一致。

将相位误差校正后的第二子带回波信号和所述基准子带回波信号进行傅里叶逆变换，得到频域的第三子带回波信号。将经过傅里叶逆变换后的第三子带回波信号合成，得到一个带宽回波信号。

在一个示例中，数据处理装置还可以使用三维频域能量聚集成像算法和/或三维稀疏贝叶斯压缩感知成像算法来进行三维成像处理。

当天线阵列采用线性扫描方式时，可以使用三维频域能量聚集成像算法对线性扫描方式得到的数据进行三维成像处理。

具体地，数据处理装置可以从数据采集装置获取带宽回波信号，所获取的带宽回波信号是基于柱面坐标系的。

从温度与幅度及相位校正系数的对应关系中确定出环境温度信息对应的相位校正系数和幅度校正系数，根据环境温度信息、相位校正系数以及幅度校正系数对所获取的带宽回波信号进行幅度及相位校正处理。

对经过幅度及相位校正后的带宽回波信号分别在俯仰维方向上以及在柱面旋转角度方向上进行傅里叶变换，以得到频域的第二带宽回波信号。

利用非线性相位匹配滤波函数将经过傅里叶变换后的第二带宽回波信号中在柱面三维坐标方向上非线性变化的相位过滤，以得到包括在柱面三维坐标方向上线性变化的相位的第三带宽回波信号，对经过相位过滤的第三带宽回波信号进行傅里叶逆变换，以得到基于柱面坐标系的三维柱面成像数据。

其中，非线性相位匹配滤波函数可以按照以下方式得到：首先，根据天线单元的在柱面旋转角度方向上的孔径来生成基于柱面旋转角度的函数，对所生成的函数进行傅里叶变换，得到基于柱面旋转角度的第一非线性相位匹配滤波函数；然后，确定基于柱面旋转角度的第一非线性相位匹配滤波函数以及基于柱面半径和俯仰维方向坐标的第二非线性相位匹配滤波函数；以及根据第一非线性相位匹配滤波函数和第二非线性相位匹配滤波函数得到基于柱面旋转角度、柱面半径以及俯仰维方向坐标的非线性相位匹配滤波函数。

当天线阵列采用随机扫描方式时，可以使用三维稀疏贝叶斯压缩感知成像算法对随机扫描方式得到的数据进行三维成像处理。

具体地，可以将随机扫描方式得到的回波信号表示成矩阵向量方程形式：

具体地，根据压缩感知理论，可以将

矩阵

通过使用三维稀疏贝叶斯压缩感知成像算法，可以有效抑制天线阵列运动过程中的运动误差的影响。

在一个示例中，数据处理装置还可以用于：将三维图像数据进行正射投影得到多幅二维图像数据，按照指定分割规则根据所述被测对象的各个部位将每幅二维图像数据分割成多幅子图像数据，每幅子图像数据包括所述被测对象的至少一个部位；以及将各幅子图像数据输入经过训练的无锚点异物检测模型，得到针对被测对象的异物检测结果，其中，无锚点异物检测模型基于输入的各幅子图像数据生成针对该子图像数据包括的被测对象的部位的检测框，并基于生成的检测框进行异物检测。

数据处理装置还可以用于：各幅子图像数据在输入无锚点异物检测模型前，可以将分割得到的子图像数据中包括相同部位的子图像数据进行归类作为一个子图像集合，其中，每个子图像集合对应至少一个部位，每个部位对应一个子图像集合；将所得到的子图像集合输入无锚点异物检测模型，得到针对各个子图像集合所对应的部位的第一异物检测结果；以及无锚点异物检测模型根据各个子图像集合的第一异物检测结果得到针对被测对象的异物检测结果。

此外，无锚点异物检测模型可以是包括多层神经网络的神经网络模型，可以按照以下模型训练方法得到。循环执行下述过程，直到满足循环结束条件：

将包括训练目标的训练样本图像输入当前无锚点异物检测模型，得到每层神经网络生成的针对训练目标的特征向量；根据真实检测框来确定每层神经网络的预测检测框；利用预测检测框对特征向量表征的图像进行划分得到用于表征前景图像区域的前景特征向量；利用分类器对每层神经网络的前景特征向量进行分类预测，以得到各个前景特征向量针对真实分类标签的预测值；利用回归网络将各层神经网络的前景特征向量进行统计回归处理，以得到预测检测框的位置信息；根据预测检测框的位置信息以及预测值来判断是否满足所述循环结束条件；若不满足，根据损失函数调整所述当前无锚点异物检测模型的模型参数，并将调整后的无锚点异物检测模型作为下一循环过程的当前无锚点异物检测模型。

在本公开的一个示例中，全息成像安检系统还可以包括温度测量装置、金属探测装置以及三维点云测量装置中的至少一种装置。

温度测量装置可以提供温度测量数据，温度测量数据可以对待进行三维成像处理的数据进行校正，以便于提高三维成像数据的准确度。

金属探测装置可以提供金属探测数据，金属探测数据可以与基于三维图像数据进行的异物检测处理的检测结果相结合，得到全息成像安检系统的异物检测结果。

三维点云测量装置可以提供被测对象的三维点云数据，全息成像安检系统可以将三维点云数据、三维图像数据以及异物检测结果进行融合显示，以便于准确地确定出所检测出的异物所在的位置。

三维点云测量装置可以包括多个摄像设备，该多个摄像设备可以从多个角度对被测对象进行拍摄。三维点云测量装置采用光学摄像测量技术对被测对象进行实景三维建模。为了避免摄像设备的拍摄盲区，可以将相邻两个摄像设备采集图像的角差保持小于第一角度，比如，15°，重叠角度大于第二角度，比如，60°。

全息成像安检系统还可以包括伺服运动控制装置，伺服运动控制装置可以控制分布式天线装置或者分布式天线装置所在的结构移动。伺服运动控制装置可以包括伺服控制器、电机、传动装置等。

图6示出了本公开的使用全息成像安检系统进行安检的方法600的一个示例的流程图。

该方法由全息成像安检系统来执行，全息成像安检系统可以包括：多子带调制解调装置、通道开关切换装置、分布式天线装置和数据采集处理装置。

如图6所示，在610，多子带调制解调装置可以调制指定带宽对应的多个子带信号，并将所调制的多个子带信号发送给通道开关切换装置。

在620，通道开关切换装置可以根据多个子带信号和时间周期切换对应的通道开关组合，并使用通道开关组合中对应的各个通道开关将各个子带信号发送给对应的收发天线单元组合。

在630，分布式天线装置中的收发天线单元组合可以响应于接收到子带信号，向被测对象发射电磁波信号，接收从被测对象反射回的对应的子带回波信号，并将子带回波信号反馈给通道开关切换装置。

在640，通道开关切换装置可以将所接收到的子带回波信号发送给多子带调制解调装置。

在650，多子带调制解调装置可以对所接收到的子带回波信号进行解调处理，并将解调后的子带回波信号发送给数据采集处理装置。

在660，数据采集处理装置可以根据解调后的子带回波信号进行三维成像处理以及基于三维图像数据进行异物检测处理。

通过上述安检方法，所使用的全息成像安检系统中的多子带调制解调装置可以调制指定带宽对应的多个子带信号，通道开关切换装置和分布式天线装置配合进行发送、接收等方式传输各个子带信号，从而实现针对一个指定带宽使用多个子带信号和对应的多个子带回波信号进行信号收发，从而构成基于多个子带信号的信号收发机制。这种基于多子带信号的信号收发机制提高了针对指定带宽的信号处理效率。

本公开的全息成像安检系统中包括的各个装置可以采用硬件实现，也可以采用软件或者硬件和软件的组合来实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器将存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。在本公开中，全息成像安检系统中包括的各个装置例如可以利用电子设备实现。

电子设备可以包括至少一个处理器、存储器(例如，非易失性存储器)、内存和通信接口，并且至少一个处理器、存储器、内存和通信接口经由总线连接在一起。至少一个处理器执行在存储器中存储或编码的至少一个计算机可读指令(即，上述以软件形式实现的元素)。

在一个实施例中，在存储器中存储计算机可执行指令，其当执行时使得至少一个处理器可以执行上述各个装置的各种操作和功能。

应该理解，在存储器中存储的计算机可执行指令当执行时使得至少一个处理器进行本公开的各个实施例中以上的各种操作和功能。

根据一个实施例，提供了一种例如机器可读介质的程序产品。机器可读介质可以具有指令(即，上述以软件形式实现的元素)，该指令当被机器执行时，使得机器执行本公开的各个实施例中以上的各种操作和功能。

具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的指令。

在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部分。

本说明书各部分操作所需的计算机程序代码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言，如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB、NET以及Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic 2003、Perl、COBOL 2002、PHP以及ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或者其他编程语言等。该程序编码可以在用户计算机上运行，或者作为独立的软件包在用户计算机上运行，或者部分在用户计算机上运行另一部分在远程计算机运行，或者全部在远程计算机或服务器上运行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或者在云计算环境中，或者作为服务使用，比如软件即服务(SaaS)。

可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD-RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或单元。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行确定。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些单元可能由同一物理实体实现，或者，有些单元可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

在整个本说明书中使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。

以上结合附图详细描述了本公开的实施例的可选实施方式，但是，本公开的实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的实施例的技术构思范围内，可以对本公开的实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的实施例的保护范围。

本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。