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一種基于多視角成像的三維成像方法與流程

文檔序號(hào):12457016閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種基于多視角成像的三維成像方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟:

步驟1:在同一笛卡爾坐標(biāo)系下生成N個(gè)不同角度范圍的三維圖像;

步驟2:生成與N個(gè)不同角度范圍的三維圖像對(duì)應(yīng)的N個(gè)窗函數(shù),并將該N個(gè)窗函數(shù)由圓柱坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到笛卡爾坐標(biāo)系;

步驟3:將所述N個(gè)不同角度范圍的三維圖像與所述N個(gè)窗函數(shù)分別對(duì)應(yīng)相乘并求和,從而獲得人體三維成像結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟1:在同一笛卡爾坐標(biāo)系下生成N個(gè)不同角度范圍的三維圖像;具體包括:

1.1首先獲取去調(diào)頻后的三維回波數(shù)據(jù),在圓柱坐標(biāo)系下對(duì)三維回波數(shù)據(jù)做去除殘余視頻相位項(xiàng)(RVP)的處理;

1.2將經(jīng)過(guò)去除殘余視頻相位項(xiàng)處理后的數(shù)據(jù)分別在方位維和高度維做傅立葉變換,得到三維波數(shù)域數(shù)據(jù);

1.3將所述三維波數(shù)域數(shù)據(jù)與匹配濾波函數(shù)相乘,獲得匹配濾波后的三維波數(shù)域數(shù)據(jù);

1.4對(duì)所述匹配濾波后的波數(shù)域數(shù)據(jù)在方位維做一維逆傅立葉變換后獲得圓柱坐標(biāo)系下的三維波數(shù)域數(shù)據(jù);

1.5將所述圓柱坐標(biāo)系下的三維波數(shù)域數(shù)據(jù)插值到笛卡爾坐標(biāo)系下;

1.6將在360度掃描范圍的所述插值到笛卡爾坐標(biāo)系下的三維波數(shù)域數(shù)據(jù)等分成N個(gè)成像區(qū)域;設(shè)n表示所述N個(gè)成像區(qū)域中的第n個(gè)成像區(qū)域,將選定的第n個(gè)成像區(qū)域以外置零;其中n的值為N個(gè)成像區(qū)域的順序編號(hào);

1.7最后通過(guò)對(duì)N個(gè)所述第n個(gè)成像區(qū)域內(nèi)的三維波數(shù)域數(shù)據(jù)做三維逆傅立葉變換,從而獲得對(duì)應(yīng)的N個(gè)所述第n個(gè)區(qū)域內(nèi)的三維圖像。

3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述步驟1.1中,去除殘余視頻相位項(xiàng)的方法為:將所述去調(diào)頻后的三維回波數(shù)據(jù)在距離維做傅立葉變換后,乘以補(bǔ)償項(xiàng),然后做逆傅立葉變換。

4.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述步驟1.1中,所述補(bǔ)償項(xiàng)如式(1)所示:

<mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> <mi>p</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> <mi>s</mi> <mi>a</mi> <mi>t</mi> <mi>e</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>f</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>&pi;f</mi> <mi>i</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>/</mo> <mi>&gamma;</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,fi為頻率,且fi∈[-fs/2,fs/2-fs/Nf],fs為采樣率,Nf為采樣點(diǎn)數(shù),γ為調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻斜率。

5.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述步驟1.3中,所述匹配濾波函數(shù)的具體表達(dá)式如下:

<mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>m</mi> <mi>p</mi> <mi>e</mi> <mi>n</mi> <mi>s</mi> <mi>a</mi> <mi>t</mi> <mi>e</mi> <mn>2</mn> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>H</mi> <mi>&epsiv;</mi> <mn>1</mn> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>k</mi> <mi>r</mi> </msub> <msub> <mi>R</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mi>exp</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mi>&pi;</mi> <mi>&epsiv;</mi> <mo>/</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,為ε階漢克爾函數(shù),kr為r方向所對(duì)應(yīng)的波數(shù)域表示,且k為波數(shù),且k=2*π*f/c,kz為z方向所對(duì)應(yīng)的波數(shù)域表示,f為系統(tǒng)的工作頻率,c為光速,R0為天線(xiàn)中心到目標(biāo)中心的參考距離,ε為掃描角度θ所對(duì)應(yīng)的頻率域。

6.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述步驟1.4中,對(duì)所述匹配濾波后的波數(shù)域數(shù)據(jù)在方位維做一維逆傅立葉變換后獲得圓柱坐標(biāo)系下的三維波數(shù)域數(shù)據(jù),具體包括:所述圓柱坐標(biāo)系下的三維波數(shù)域數(shù)據(jù)中任意一點(diǎn)的坐標(biāo)可表示為(kr,θ,kz),其中kr為r方向所對(duì)應(yīng)的波數(shù)域表示,且k為波數(shù),且k=2*π*f/c,kz為z方向所對(duì)應(yīng)的波數(shù)域表示,f為系統(tǒng)的工作頻率,c為光速,θ為波數(shù)域數(shù)據(jù)的掃描角度。

7.如權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述步驟1.5中,將所述圓柱坐標(biāo)系下的三維波數(shù)域數(shù)據(jù)插值到笛卡爾坐標(biāo)系下,具體包括:選擇正對(duì)目標(biāo)中心的笛卡爾坐標(biāo)系。

8.如權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述步驟1.5中,將所述圓柱坐標(biāo)系下的三維波數(shù)域數(shù)據(jù)插值到笛卡爾坐標(biāo)系下,具體包括:在笛卡爾坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(kx,ky,kz),其中

kx=kr*cos(θ)

ky=kr*sin(θ)

kz=kz (3)

其中kx為在笛卡爾坐標(biāo)系下方位維x對(duì)應(yīng)的波數(shù)域坐標(biāo),ky為在笛卡爾坐標(biāo)系下距離維y對(duì)應(yīng)的波數(shù)域坐標(biāo),kz為高度維z對(duì)應(yīng)的波數(shù)域坐標(biāo),kr為在柱坐標(biāo)系下r方向所對(duì)應(yīng)的波數(shù)域表示,且k為波數(shù),且k=2*π*f/c,kz為z方向所對(duì)應(yīng)的波數(shù)域表示,f為系統(tǒng)的工作頻率,c為光速,θ為波數(shù)域數(shù)據(jù)的掃描角度。

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