基于压缩感知的圆柱形三维毫米波成像

简介：
本研究探索了利用压缩感知理论进行圆柱形物体的三维毫米波成像技术，旨在提高图像分辨率和减少数据采集时间。 这篇研究论文探讨了一种基于压缩感知（Compressive Sensing, CS）的圆柱三维毫米波成像技术，该技术主要用于检测机场及其他安全区域人员携带的隐藏武器与违禁品。 首先介绍了毫米波成像技术的相关背景：利用毫米波段电磁波穿透衣物的能力形成人体及任何隐藏物品图像。相较于X射线，毫米波是非电离辐射，在适当功率水平下对人体无害，并已广泛应用于机场等场合的安全检查中。 论文随后阐述了压缩感知的基本原理，这是一种新兴的信号处理技术，允许从远低于传统奈奎斯特采样率的数据中重建信号。该方法利用信号在某一变换域中的稀疏特性进行随机采样和重构，有效减少了所需的样本数量及硬件复杂度与计算需求。 传统的三维毫米波成像需要大量天线来构建阵列以获取图像，这增加了系统的成本和复杂性。论文提出了基于压缩感知的新方法，旨在通过欠采样的回波数据重建毫米波图像，从而减少对天线的需求并降低系统成本。这种方法打破了传统技术中依赖于奈奎斯特采样定理的限制。 文中还详细描述了如何利用数值模拟及实际测量物体的数据来验证新方法的有效性，并指出该技术有望实现更加高效和经济的安全检查手段。通过压缩感知的应用，毫米波成像不仅能够提升图像质量，还能降低硬件要求与成本，在安全领域具有重要应用价值和发展前景。