毫米波人體成像技術(shù)在機(jī)場(chǎng)安檢中的應(yīng)用

張杰

摘?要：這些年，由于世界范圍內(nèi)的恐怖活動(dòng)比較頻繁，各大機(jī)場(chǎng)高鐵以及公共區(qū)域的機(jī)關(guān)部門都不得不更加的重視安全方面的問(wèn)題，這些場(chǎng)所的安全檢查正在不斷的被加強(qiáng)。在這種嚴(yán)峻的情況下，就需要不斷的發(fā)展安檢技術(shù)，綜合利用該項(xiàng)技術(shù)來(lái)保障人民群眾的安全，同時(shí)也取得了良好的成果。在2018年，毫米波人體成像技術(shù)已經(jīng)在南京和青島機(jī)場(chǎng)完成測(cè)試，以此驗(yàn)證機(jī)場(chǎng)安檢設(shè)備工作效率，之后同樣會(huì)不斷進(jìn)行試點(diǎn)工作?；诖耍疚氖紫葘?duì)毫米波人體成像技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的闡述，并分析了其現(xiàn)狀，最后對(duì)毫米波人體成像技術(shù)運(yùn)用于機(jī)場(chǎng)安檢中的意義進(jìn)行了一定的探討，以此為相關(guān)研究人員提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：毫米波人體成像技術(shù);機(jī)場(chǎng)安檢;應(yīng)用

一、毫米波人體成像技術(shù)概述

將毫米波人體成像技術(shù)用于機(jī)場(chǎng)安檢的核心在于毫米波近距離成像系統(tǒng)，同時(shí)按照成像原理的不同，將毫米波人體成像技術(shù)分為焦平面成像以及近距離合成孔徑人體成像。由物理知識(shí)可知，毫米波相對(duì)于低頻厘米波有著更加短的波長(zhǎng)，所以在同等的硬件設(shè)備條件下，它就有更好的分辨效果以及準(zhǔn)確性，同時(shí)對(duì)于一些波長(zhǎng)比較長(zhǎng)的波，例如太赫茲波以及遠(yuǎn)紅外光波，也會(huì)具有更好的穿透效果。比較輕易的能夠穿透衣物的遮擋，而且能夠全天的進(jìn)行工作，所以該波能夠應(yīng)用于一些排爆以及檢查違禁物品上，并且能夠識(shí)別出比較危險(xiǎn)且較為隱蔽的物體，所以非常適合機(jī)場(chǎng)用來(lái)進(jìn)行安全檢查。

（一）焦平面成像系統(tǒng)

焦平面成像也叫做focal plane，指的就是將探測(cè)器放置在透鏡天線焦平面的部位，將要探測(cè)的目標(biāo)收集起來(lái)，然后聚焦到饋源陣列，也就得到了不同的覆蓋市場(chǎng)，同時(shí)各個(gè)波束所接受的能量也具有一定的差異，這也會(huì)使得毫米波熱輻射圖像產(chǎn)生出來(lái)。毫米波人體成像技術(shù)往往為雙站成像，它不同于傳統(tǒng)的焦平面成像，在一定程度上大大縮短了成像的時(shí)間，但是同時(shí)也存在許多問(wèn)題，比方說(shuō)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)噪聲以及角閃爍，相關(guān)人員一般會(huì)使用散射器等手段來(lái)解決以上所提到的問(wèn)題。

（二）近距離合成孔徑人體成像系統(tǒng)

近距離合成孔徑人體成像是利用尺寸較小的天線來(lái)組成一個(gè)孔徑，再通過(guò)傅里葉變化來(lái)得到一個(gè)分辨率較高的圖像，目前這一技術(shù)經(jīng)常被用來(lái)實(shí)現(xiàn)人體掃描，同時(shí)根據(jù)其掃描形式的不同，通常被分為平面合成孔徑以及圓柱合成孔徑這兩種形式。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，PNNL對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，后來(lái)為了改進(jìn)聚焦深度過(guò)窄的問(wèn)題，制作了寬帶成像系統(tǒng)。對(duì)于以上兩種形式來(lái)說(shuō)，平面合成孔徑人體成像系統(tǒng)的成像范圍有限，在獲取乘客的不同角度的像時(shí)，需要進(jìn)行多次掃描，這也使得安檢的效率大大下降。

二、毫米波人體成像技術(shù)現(xiàn)狀

盡管毫米波人體成像技術(shù)有著各種各樣的優(yōu)點(diǎn)，但是這種技術(shù)的系統(tǒng)往往比較繁雜，所以該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為困難。我國(guó)目前只有一些高等院校和研究院在從事該項(xiàng)技術(shù)的成像原理的研究和突破，這些年來(lái)也取得了一定的成果。在有些系統(tǒng)當(dāng)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工作頻率在35GHz的情況下實(shí)現(xiàn)分辨率達(dá)到10.5毫米，同時(shí)對(duì)于一個(gè)體積在兩立方米的人體掃描來(lái)說(shuō)，總共花費(fèi)的時(shí)間為200秒。從2010年起，北京無(wú)線電計(jì)量測(cè)試研究所就開(kāi)始投入到毫米波人體成像技術(shù)的研究工作之中，研究的該套系統(tǒng)能夠在橫向分辨率達(dá)到5毫米的精度，而在縱向的分辨率上面可以達(dá)到不高于20毫米的精度，并且平均花費(fèi)的時(shí)間不高于每人5秒。除此之外，這種掃描圖像技術(shù)還能夠?qū)θ说男詣e進(jìn)行較為準(zhǔn)確的識(shí)別，其準(zhǔn)確識(shí)別概率達(dá)到98%，該項(xiàng)技術(shù)也能夠自動(dòng)對(duì)人體的各個(gè)比較隱私的部位進(jìn)行自動(dòng)的保密處理，能夠最大程度的保護(hù)人們的隱私安全。

三、毫米波人體成像技術(shù)用于機(jī)場(chǎng)安檢的意義

（一）高效率全方位掃描

在引入該項(xiàng)技術(shù)之后，有關(guān)組織機(jī)構(gòu)對(duì)于2011年的安檢人流進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，相關(guān)的數(shù)據(jù)表明，該項(xiàng)安檢技術(shù)應(yīng)用之后，每小時(shí)的人流通過(guò)量約為911事件之前的一半，所以這項(xiàng)技術(shù)的引用雖然在一定程度上提高了對(duì)安全的保護(hù)程度，但也同時(shí)造成了安檢效率的下降，因此這些年來(lái)相關(guān)人員也在不斷的尋求高效率的安檢技術(shù)，希望在保障人們出行安全的情況下來(lái)提高安檢的效率。在國(guó)外已經(jīng)有相關(guān)的組織部門進(jìn)行研究，比如PNNL提供了一種比較創(chuàng)新型的，通過(guò)鞋底掃描的一種新安檢系統(tǒng)，能夠有效的和人體掃描系統(tǒng)進(jìn)行融合，這樣也不需要游客脫鞋檢測(cè)就能夠得到良好的圖像。S.Lang等學(xué)者在原有的C-SAR檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，逐步完善并研發(fā)了SARGATE的更為高效的檢測(cè)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不僅能夠進(jìn)行周邊性的圓柱形掃描，同時(shí)還能夠?qū)τ谟慰瓦M(jìn)行各種角度的掃描，得到不同角度的成像結(jié)果。

（二）高分辨與超分辨成像

毫米波人體成像技術(shù)不同于其他的成像技術(shù)，其頻段較低，這限制了成像的分辨率，在成像過(guò)程中精細(xì)程度并不算高，因此在面對(duì)小目標(biāo)的檢測(cè)時(shí)往往具有較大的困難，相關(guān)研究人員為了解決這一問(wèn)題，提出過(guò)不少解決辦法在提高工作效率的同時(shí)增加系統(tǒng)工作帶寬。值得注意的是，在過(guò)去，這一技術(shù)的成像速度并不算快，往往需要乘客固定某一姿勢(shì)，不然會(huì)出現(xiàn)虛影，在機(jī)場(chǎng)安檢過(guò)程中必然會(huì)要求工作效率，因此毫米波人體成像技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該注重陣列化。隨著研究人員的不斷投入，目前毫米波人體成像技術(shù)已經(jīng)在成像分辨率上有了較大進(jìn)展，也大大加快了機(jī)場(chǎng)的安檢效率。

四、結(jié)論

毫米波人體成像技術(shù)作為最有潛力的人體安檢技術(shù)，這些年來(lái)逐漸受到人們的重視并取得了快速的發(fā)展，目前來(lái)看，毫米波人體成像技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是高頻段、集成化，但是我國(guó)的毫米波人體成像技術(shù)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然具有一定的差距，所以相關(guān)研究人員應(yīng)該積極借鑒國(guó)外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)和研究成果，并結(jié)合我國(guó)機(jī)場(chǎng)安檢的實(shí)際需求，加快完善毫米波人體成像技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化。本文對(duì)毫米波人體成像技術(shù)的相關(guān)概念以及其對(duì)于機(jī)場(chǎng)安檢工作的意義進(jìn)行了分析，以此幫助我國(guó)機(jī)場(chǎng)安檢模式和流程的不斷優(yōu)化，大大提高機(jī)場(chǎng)工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]田鶴，李道京，祁春超.頻域稀疏毫米波人體安檢成像處理和快速成像稀疏陣列設(shè)計(jì)[J].雷達(dá)學(xué)報(bào)，2018，7（03）：376-386.

[2]任路遙.基于被動(dòng)毫米波成像的隱匿違禁物品檢測(cè)識(shí)別方法研究[D].南京理工大學(xué)，2016.