DE102010014880A1 - Verfahren zum Erfassen und Anzeigen von Bild-Daten eines Objekts - Google Patents

Verfahren zum Erfassen und Anzeigen von Bild-Daten eines Objekts Download PDF

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Christian Evers
Gerd Dr. Hechtfischer
Andreas Schiessl
Ralf Dr. Jünemann
Andreas Dr. Paech
Olaf Dr. Ostwald
Marcus Schreckenberg
Georg Schummers
Alexander Rossmanith
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Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Tomtec Imaging Systems GmbH
Original Assignee
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Tomtec Imaging Systems GmbH
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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen und Anzeigen von Bild-Daten zumindest eines Objekts (31–33) in Bezug auf einen menschlichen oder tierischen Körper (2) mit folgenden Verfahrensschritten:
– Erfassen (3–5, 7–9) einer räumlichen Struktur und Lage des Objekts (31–33) durch eine physikalische Raumerfassung und Erzeugen von Bild-Daten des Objekts (31–33) auf der Grundlage dieser Erfassung,
– Projizieren der Bild-Daten auf einen Kunstkörper (30), der den menschlichen oder tierischen Körper (2) repräsentiert, und
– Anzeigen (16) des Objekts (31–33) unter Verwendung der auf den Kunstkörper (30) projektierten Bild-Daten.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen und Anzeigen von Bild-Daten eines oder mehrerer Objekte im Bezug auf einen menschlichen oder tierischen Körper.
  • Bei der Sicherheitsüberprüfung von Personen beispielsweise an Flughäfen werden üblicherweise Metalldetektoren eingesetzt. Diese sind jedoch nicht in der Lage, nicht aus Metall bestehende Gegenstände, beispielsweise keramische Messer, aus keramischen Werkstoffen gefertigte Schusswaffen oder Sprengstoffe zu detektieren. Während das Gepäck von Fluggästen in der Regel durch Röntgenstrahlung analysiert wird, kann eine ionisierende Röntgenstrahlung bei der Überprüfung der Fluggäste wegen der Gesundheitsgefährdung nur bedingt zum Einsatz kommen.
  • In den letzten Jahren wurden deshalb auf Mikrowellenstrahlung basierende Systeme entwickelt, welche eine schnelle und zuverlässige Sicherheitsüberprüfung von Personen, beispielsweise an Flughäfen, ermöglichen. Ein solches auf einer Mikrowellenstrahlung basierendes System ist beispielsweise aus der US 6,965,340 B1 bekannt. Dieses System basiert auf der Tatsache, dass die zu detektierenden Objekte gegenüber der umgebenden Luft oder gegenüber den umgebenden Textilien eine deutlich andere Dielektrizitätskonstante haben, was zu deutlichen Kontrasten bei der Bildwiedergabe führt. Die Detektion erfolgt dabei bis auf die Hautoberfläche der zu untersuchenden Personen, da das durchblutete Haut-Gewebe einen derart hohen Wassergehalt hat, dass dort Totalreflektion auftritt. Kleidungsstücke aus Textilien oder Leder werden jedoch von der Mikrowellenstrahlung problemlos durchdrungen. Dadurch können Objekte, welche in den Textilien oder auf der Hautoberfläche verborgen sind, mit dem System detektiert werden. Die flächendeckende Einführung der Systeme scheiterte bislang jedoch daran, dass die zuständigen Behörden durch die Bildwiedergabe insbesondere im Gesichts- und Genitalbereich die Privatsphäre der zu untersuchenden Personen verletzt sahen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen und Anzeigen von Bild-Daten eines Objekts im Bezug auf einen menschlichen oder tierischen Körper zu schaffen, bei welchen die Bildwiedergabe derart abstrahiert ist, dass die Privatsphäre der zu untersuchenden Personen gewahrt bleibt.
  • Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß werden die erfassten Bild-Daten nicht direkt, sondern indirekt angezeigt, indem sie auf einen Kunstkörper, der den menschlichen oder tierischen Körper repräsentiert, projiziert werden.
  • Bei dem Kunstkörper kann es sich um einen sogenannten Avatar einer einen typischen menschlichen Körper abstrakt nachgebildeten Form handeln, der ähnlich einer Computeranimation zwar menschliche Züge aufweist und einen Menschen in typischer Körperstatur zeigt, der jedoch nicht konkret die gerade zu untersuchende Person wiedergibt. Bei dem Kunstkörper kann es sich aber auch um einen noch weiter abstrahierten Körper, beispielsweise einen Zylinder oder mehrere zylinderförmige, kegelförmige, kegelstumpfförmige oder kugelförmige Körper handeln, auf welche die Bild-Daten projiziert werden. Die Gesichtszüge oder andere körpertypische Geometrien werden dabei soweit verzerrt, dass die Privatsphäre der zu untersuchenden Person gewahrt bleibt. Die zu detektierenden Objekte werden in ihrer Kontur zwar in gleicher Weise verzerrt, sie werden jedoch nach wie vor von dem System detektiert und sind in ihrer groben Struktur nach wie vor erkennbar. Im konkreten Verdachtsfall können dann einzelne Körperregionen ausgewählt werden und diese durch Anwendung des inversen Verzerrverfahrens wieder entzerrt werden, so dass die detektierten Objekte in ihrer Original-Struktur dargestellt werden können, aber jedoch nur in Verbindung mit den sie unmittelbar umgebenden Körperregionen der zu untersuchenden Person.
  • Besonders vorteilhaft wird der Avatar nicht unmittelbar dargestellt, sondern nur eine Abwicklung der Oberfläche des Avatar mit den darauf projizierten Objekten. Dadurch wird eine weitere Abstrahierung der Darstellung der Körperoberfläche erreicht. Beispielsweise kann der Rumpf des Körpers trapezförmig dargestellt werden. Die Arme und Beine können als Rechtecke dargestellt werden. Der Kopfbereich kann kreisförmig dargestellt werden. Es können auch einzelne Körperregionen für den Betrachter willkürlich verwürfelt in Art eines Puzzles dargestellt werden, ohne dass der Betrachter die einzelnen Puzzleteile den einzelnen Körperregionen zuordnen kann. Wenn ein zu detektierendes Objekt in einer hinsichtlich der Privatsphäre besonders zu schützenden Körperregion, beispielsweise im Genitalbereich, untergebracht ist, ist das für den Betrachter nicht ohne Weiteres erkennbar, weil der dargestellte Körperanschnitt einerseits zu klein ist und andererseits stark verzerrt dargestellt wird. Die Privatsphäre der zu untersuchenden Person bleibt deshalb gewahrt. Bei der Abwicklung kann es sich auch z. B. um ein Schnittmuster einer virtuellen Kleidung handeln.
  • Wird das kritische Objekt entweder automatisch oder durch Betrachten durch eine Kontrollperson detektiert, so wird das Objekt vorzugsweise nicht in Verbindung mit den Bilddaten der untersuchten Person, sondern auf dem Avatar angezeigt, so dass die Kontrollperson die Körperregion, in welcher sich das detektierte Objekt befindet, erkennen kann und dort gezielte weitere Untersuchungen vorgenommen werden können. Es ist auch möglich, nur die Lage des Objekts beispielsweise durch einen Laserpointer anzuzeigen. Die Lage des Objekts kann dann auch entweder an einem Bildschirm auf dem Avatar angezeigt werden oder aber die Körperregion kann durch einen Laserpointer direkt an der zu untersuchenden Person angezeigt werden, so dass dort gezielt weitere Untersuchungen beispielsweise durch einen Tastbefund vorgenommen werden.
  • Es ist auch möglich, die auf den Kunstkörper projizierten Bild-Daten zurückzuprojizieren, so dass nur in dem Fall, dass tatsächlich sicherheitskritische Objekte gefunden wurden, dem Sicherheitspersonal die kompletten Bilddaten gezeigt werden. Die Darstellung kann sich aber dann auf die Region beschränken, in welcher die Objekte gefunden wurden. Dabei muss die bei der Projektion verwendete Transformation zu der bei der Rück-Projektion verwendeten Rück-Transformation bijektiv, also eineindeutig sein, d. h. die bei der Projektion verwendete Transformation muss insofern eindeutig sein, als sich der Bildpunkt, von welchem ein projizierter Ausgangs-Punkt stammt, eindeutig rekonstruieren lässt.
  • Um den Datenschutz weiter zu verbessern, ist es sinnvoll, bei der Transformation eine Verschlüsselung zu verwenden, so dass die Rücktransformation nur durch autorisierte Personen möglich ist. Eine nicht autorisierte Datenweitergabe der projizierten Bild-Daten ist daher unschädlich, da ein nicht autorisierter Dritter über den Schlüssel nicht verfügt. Auch ist es möglich, den Schlüssel nur besonders autorisierten Mitarbeiten des Kontrollpersonals zur Verfügung zu stellen, welche die Rücktransformation nur dann durchführen, wenn sie von der Gefährlichkeit der detektierten Objekte überzeugt sind. Um Missbrauch zu vermeiden, ist es auch möglich, die Rücktransformation nur dann freizuschalten, wenn mindestens zwei Mitarbeiter des Kontrollpersonals unabhängig voneinander zu dem Ergebnis gekommen sind, dass ein sicherheitsgefährdendes Objekt detektiert wurde.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich nicht nur für Mikrowellen-Scanner sondern für jede Art von bildgebenden Detektoren, beispielsweise auch für Röntgen-Scanner.
  • Es ist sinnvoll, vor der eigentlichen Bildtransformation verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Bildqualität vorzunehmen, beispielsweise eine Rauschunterdrückung oder eine Unterdrückung der niederfrequenten Signalanteile, welche von der Kontur des menschlichen oder tierischen Körpers hervorgerufen sind. Auch ist es sinnvoll, die Bildbearbeitung auf eine Cartoon-artige Darstellung von Grenzlinien zu beschränken.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2 auf einen Avatar projizierte Objekte;
  • 3 eine vereinfachte Abwicklung des Avatars mit den darauf projizierten Objekten und
  • 4 den Avatar mit darauf projizierten Erkennungsmarken, welche die Lage der detektierten Objekte kennzeichnen.
  • 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Um die zu observierende Person 2 herum ist über einen Elektromotor 3, vorzugsweise einen Schrittmotor, ein Signalaufnahmesystem bestehend aus einer Sendeantenne 4, einer Empfangsantenne 5 und optional einer optischen Kamera 6 bewegbar. Bevorzugt ist das Signalaufnahmesystem um 360° um die zu observierende Person 2 herum bewegbar. Vorzugsweise erfolgt dieser Abtastvorgang in mehreren Ebenen. Es können jedoch auch eine Vielzahl von Antennen zeilenweise oder matrixartig verteilt angeordnet sein, um die zu observierende Person 2 parallel abzutasten.
  • Eine Hochfrequenzeinheit 7 steht über eine Sendeeinrichtung 8 mit der Sendeantenne 4 in Verbindung. Gleichzeitig steht die Hochfrequenzeinheit 7 über eine Empfangseinheit 9 mit der Empfangsantenne 5 in Verbindung. Das von der Hochfrequenzeinheit 7 empfangene Signal wird an eine Steuereinheit 10 weitergegeben, welche aus dem empfangenen Signal Bild-Daten zusammenstellt. Die Steuereinheit 10 übernimmt auch die Ansteuerung des Motors 3 und der optischen Kamera 6. Wenn mehrere Antennen matrixartig verteilt vorhanden sind, ist eine Verstellung der Sendeantenne 4 und der Empfangsantenne 5 nicht notwendig. Es arbeitet nacheinander immer jeweils eine Antenne als Sendeantenne und das Signal wird von allen anderen Antennen empfangen. Der Motor 3 zur räumlichen Verstellung der Anordnung der Antennen 4 und 5 kann dann entfallen.
  • Die Erfindung ist nicht auf derartige Mikrowellenscanner, insbesondere Terahertzscanner, beschränkt. Auch andere Verfahren, die einen entsprechenden Volumendatensatz, d. h. Daten nach Betrag und Phase für jeden Voxel (diskretes Raumelement) liefern, sind geeignet, sofern sie eine dreidimensionale Oberflächendarstellung des menschlichen oder tierischen Körpers erlauben. Auch Röntgen-Scanner unter Verwendung von Röntgenstrahlung sind geeignet. Eingeschlossen sind dabei auch Scanner, welche die dreidimensionale Information erst sekundär durch entsprechende Stereo-Auswerteverfahren erzeugen.
  • Anschließend erfolgt eine entsprechende Vorverarbeitung der durch die Bildaufnahme erzeugten Bild-Rohdaten. Die Bild-Rohdaten werden vorzugsweise zunächst aufgearbeitet, um die Bildqualität zu verbessern. Dazu werden die Bild-Rohdaten von der Steuereinheit 10 zunächst an einen Rauschunterdrückungs-Prozessor 11 gegeben, der eine entsprechende Rauschunterdrückung (noise suppression) vornimmt. Reflektionen an der Kontur des menschlichen oder tierischen Körpers erzeugen Signalanteile mit niedriger Ortsfrequenz, welche durch die Filtereinrichtung 12 zur Unterdrückung dieser Niederfrequenzsignalanteile herausgefiltert werden können. Anschließend erfolgt vorzugsweise eine Generierung eines oder mehrerer Merkmalsbilder für jedes aufgenommene Einzelbild. Dazu können auch die Daten (z. B. RGB-Daten) der Kamera 6 mit herangezogen werden. Diese Überarbeitung erfolgt in dem Bildabstrahierungs-Prozessor 13. Das Ergebnis kann z. B. eine Cartoon-artige Darstellung von Grenzlinien sein. Denkbar ist auch eine Überblendung mit den optischen RGB-Daten der Kamera 6. Besonders geeignet ist eine Kamera mit Tiefenbildgebung, z. B. eine sog. TOF-Kamera, zur optischen Vermessung der Tiefeninformation.
  • Anschließend erfolgt in der Einheit 14 vorzugsweise eine Anpassung des Avatars, d. h. des räumlich gering detaillierten Standardmodells eines Menschen, das nur eingeschränkte Deformationen zulässt, an die Tiefenkarte, welche durch die Kamera 6 geliefert wird. Dabei wird der Avatar in eine Körperposition gebracht, welche der Körperposition der zu observierenden Person 2 entspricht, die diese gerade im Untersuchungszeitpunkt einnimmt. Dies erlaubt dem Betrachter des Avatars auf dem Bildschirm eine bessere Zuordnung eventuell detektierter Objekte zu den entsprechenden Körperteilen, weil er den Avatar in der gleichen Körperstellung sieht wie die zu observierende Person.
  • Anschließend erfolgt in einer Einheit 15 die Projektion der Objekte bzw. der Merkmalsbilder mit den Objekten auf die Oberfläche des Avatars. Dabei können in den Randbereichen nicht rigide Deformationen der Merkmalsbilder notwendig werden, um Übergangsartefakte zu vermeiden. Wenn für einen Oberflächenpunkt des Avatars mehrere Messwerte aus verschiedenen Merkmalsbildern bzw. mehreren hintereinander durchgeführten Messungen stammen, kann der verwendete Projektionswert auf verschiedene Weise bestimmt werden. Im einfachsten Fall wird eine Mittelung, bevorzugt eine gewichtete Mittelung, der Messwerte aus verschiedenen Messungen durchgeführt. Denkbar ist aber auch die Auswahl desjenigen Messwerts bzw. Merkmalbilds mit optimaler Kontrastdarstellung. Das optimale Merkmalsbild hängt vor allem vom Aufnahmewinkel ab. Wenn das Signalaufnahmesystem um die zu observierende Person 2 herum bewegt wird, gibt es in der Regel einen oder mehrere Antennenstellungen, in welchen der betreffende Bildpunkt mit optimalem Kontrast wiedergegeben wird. Die Bild-Daten dieser Messung werden dann für diesen Bildpunkt verwendet, während für andere Bildpunkte eventuell andere Bild-Daten aus anderen Messungen verwendet werden.
  • Das Bild mit den auf den Avatar projizierten Objekten kann an eine Bildanzeigeeinrichtung 16, beispielsweise einen Computerbildschirm, ausgegeben werden. Ein solches Bild ist in 2 dargestellt. Erkennbar ist der Cartoon-artig in Form von Grenzlinien dargestellte Avatar 30 mit den darauf projizierten Bild-Daten, wobei ein Objekt 31 im Armbereich, ein Objekt 32 im Rumpfbereich und ein Objekt 33 im Oberschenkelbereich erkennbar ist. Dabei zeigt sich, dass durch die sehr abstrakte Darstellung des Avatars die Persönlichkeitsphäre der observierten Person 2 nicht verletzt ist.
  • Bevorzugt wird eine noch weitere Abstrahierung dadurch erreicht, dass nicht der Avatar 30 in einer dreidimensionalen Darstellung, sondern eine Abwicklung der Oberfläche des Avatars 30 auf eine bestimmte Geometrie, vorzugsweise eine planare Geometrie unter Minimierung der Längen- und Winkelfehler erzeugt wird. Dabei eignen sich beispielsweise eine ebene Landkarte, Schnittmuster einer virtuellen Kleidung oder Teilprojektionen. Bei Verwendung einer virtuellen Kleidung kann ein Beitrag zur Anonymisierung bereits durch das Segmentieren bzw. Fragmentieren der unterschiedlichen Körperregionen erreicht werden.
  • Eine derartige Darstellung ist beispielhaft in 3 dargestellt. Hier handelt es sich zwar nicht unmittelbar um Schnittmuster einer virtuellen Kleidung, aber um Teilbereiche, die unterschiedlichen Körperregionen entsprechen. Beispielsweise entsprechen die Bereiche 40 und 41 den Armpartien, der Teilbereich 42 dem Rumpf- und Halsbereich, der Teilbereich 43 dem Kopfbereich und der Teilbereich 44 dem Bein- und Lendenbereich. Zu erkennen sind jeweils die darauf projizierten Objekte 31, 32 und 33, wobei das Objekt 31 in dem Teilbereich 40 der rechten Armpartie, das Objekt 32 in dem Teilbereich 42 des Rumpfbereichs und das Objekt 33 in dem Teilbereich 44 der Beinregion zu liegen kommt. Obwohl die Privatsphäre der zu untersuchenden Person 2 hier völlig gewahrt bleibt, weil sich aus der Darstellung keinerlei Rückschlüsse mehr auf einzelne Körperteile der Person ziehen lassen, so ist für das Sicherheitspersonal dennoch eindeutig erkennbar, wo sich am Körper der zu untersuchenden Person 2 die detektierten Objekte 3133 befinden.
  • Zur Durchführung dieser Abwicklung ist bei der in 1 schematisch gezeigten Vorrichtung 1 ein Abwicklungs-Prozessor 17 (wind off surface) vorhanden. Die von dem Abwicklungs-Prozessor 17 erzeugten abgewickelten Bild-Daten sind auf der Anzeigeeinrichtung 16 als Bild ebenfalls abrufbar.
  • Wenn die in 2 dargestellte direkte Anzeige der Objekte 3133 in Verbindung mit Bild-Daten der umgebenden Körperpartien nicht gewünscht ist, weil dies die Körperpartien noch nicht ausreichend verzerrt, und stattdessen nur eine abstrahierte Abwicklung dargestellt wird, wie dies beispielsweise in 3 veranschaulicht ist, so ist es sinnvoll, dass an dem Avatar 30 zumindest die Körperregionen markiert werden, in welchen sich die detektierten Objekte 3133 befinden. Dies erleichtert nachfolgende Untersuchungen beispielsweise durch Abtasten der zu untersuchenden Person.
  • Diese Markierung der Körperregionen, in welchen sich die Objekte 31 bis 33 befinden, ist beispielhaft in 4 dargestellt. Dabei werden auf den Avatar im Unterschied zu 2 überhaupt keine Bilddaten projiziert, sondern es werden nur entsprechende Körperregionen beispielsweise durch Pfeile 51 bis 53 markiert. Dabei entspricht der Pfeil 51 dem Objekt 31, der Pfeil 52 dem Objekt 32 und der Pfeil 53 dem Objekt 33. Dazu ist in dem Ausführungsbeispiel der 1 eine entsprechende Markierungseinrichtung 18 (pointer avatar) vorgesehen. Diese Markierungen 5153 werden auf der Anzeigeeinrichtung 16 an dem Avatar 30 als alternatives Bild dargestellt.
  • Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, wenn die Position der Objekte 31 bis 33 direkt an der zu untersuchenden Person 2 beispielsweise durch eine gerichtete Lichtemission, insbesondere durch einen Laserstrahl 25, verdeutlicht werden. Das Sicherheitspersonal weiß dann exakt, wo sich das Objekt befindet und kann dort z. B. eine gezielte Abtastung vornehmen. Dazu ist bei der in 1 schematisch gezeichneten Vorrichtung eine Körpermarkierungseinrichtung 19 (pointer Person) vorhanden, die die Bilddaten in Körperpositionsdaten umrechnet. Diese Körperpositionsdaten können dann an einem Laser-Controller 20 weitergegeben werden, der im Ausführungsbeispiel einen entsprechenden Laser 21 und einen entsprechenden Motor 22 zur Positionierung des Laserstrahls 25 ansteuert. Der Laserstrahl 25 wird dann gezielt auf die entsprechende Körperregion, an welcher das entsprechende Objekt 31 detektiert wurde, gerichtet und erzeugt dort einen Lichtfleck.
  • Alternativ ist es auch möglich, die Position der detektierten Objekte 31, 32 und 33 durch ein akustisches Audio-Signal auszugeben. Dazu verfügt die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 über eine Sprachsteuereinrichtung 23 (language controller), die mit einem Lautsprecher 24 oder einem Kopfhörer bzw. Head-Set verbunden ist. Der Kontrollperson kann im Beispielsfall durch Sprach-Ausgabe von ”ein Objekt am rechten Oberarm”, ”ein Objekt am Bauch links” und ”ein Objekt am linken Oberschenkel” ein entsprechender Hinweis gegeben werden.
  • Die Ausgabe kann auch in Form eines Bildes in der Weise erfolgen, dass das durch den Mikrowellenscanner erzeugte Mikrowellen-Bild der detektierten Objekte 3133 mit einem optischen Bild der zu untersuchenden Person 2 unterlegt wird, welches über die Kamera 6 gewonnen wird. Dabei wird bevorzugt nicht der gesamte Körper der zu untersuchenden Person 2 dargestellt, sondern nur kleine Ausschnitte derjenigen Körperregionen, in welchen die Objekte 31 bis 33 detektiert wurden.
  • Statt eines körperähnlichen Avatars 30 können auch einfachere Projektionsgeometrien für den Kunstkörper verwendet werden, wie beispielsweise ein Zylinder für Teilbereiche des Körpers, beispielsweise die Arme, ein Kegelstumpf für den Rumpf usw. Es ist auch denkbar, individuelle Projektionsgeometrien für jedes einzelne Merkmalsbild z. B. aus dem jeweiligen geglätteten Höhenprofil der mit der Kamera 6 aufgenommenen optischen Daten zu verwenden. Eine Mehrdeutigkeit bei der Abbildung auf die Projektionsgeometrie entfällt dann. Allerdings muss dann auch jedes einzelne Ergebnisbild in einer Filmsequenz interaktiv begutachtet werden.
  • Ein Vorteil bei der Darstellung der Abwicklung besteht auch darin, dass die gesamte Körperoberfläche gleichzeitig dargestellt werden kann, also sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite der zu untersuchenden Person 2.
  • Vorteilhafterweise ist bei dem in 1 dargestellten Blockschaltbild ein Rück-Projektion-Prozessor 26 vorhanden, dessen Eingang mit dem Projektions-Prozessor 15 verbunden ist. Der Rück-Projektions-Prozessor 26 dient dazu, bei Bedarf die auf den Kunstkörper, z. B. den Avatar 30, projizierten Bild-Daten zurückzuprojizieren, so dass die ursprünglichen Bild-Daten mit den Körperkonturen der zu untersuchenden Person 2 vorliegt. Diese Rück-Projektion wird nur dann vorgenommen, wenn sicherheitsrelevante Objekte 3133 detektiert wurden. Es ist dabei möglich, die von der Mikrowellen-Bildaufnahmeeinheit 34, 79 aufgenommenen Mikrowellen-Bilddaten mit optischen Bild-Daten zu unterlegen, welche durch die Kamera 6 aufgenommen wurden. Es genügt in diesem Fall auch die Rückprojektion des Ortes. D. H. die Bildinformation selbst müsste zunächst nicht mit transformiert werden.
  • Um einen Datenmissbrauch zu vermeiden, ist es sinnvoll, dass der Projektions-Prozessor 15 beim Projizieren eine verschlüsselte Transformation durchführt und der Rück-Projektions-Prozessor 26 beim Rückprojizieren eine Rück-Transformation verwendet, die bijektiv zu der von dem Projektions-Prozessor 15 vorgenommenen Transformation ist. Die Verschlüsselung stellt dabei sicher, dass ohne Kenntnis des Schlüssels die Rück-Transformation nicht möglich ist, so dass die Erlaubnis der Rücktransformation auf besonders autorisierte Mitarbeiter des Sicherheitspersonals beschränkt werden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Alle vorstehend beschriebenen oder gezeichneten Elemente sind im Rahmen der Erfindung beliebig miteinander kombinierbar. Denkbar ist auch eine Kombination der oben erwähnten physikalischen Raumerfassung (mittels Hochfrequenz (HF) oder Röntgenstrahlung (X-ray)) mit optischer TOF Messung (Messung des Tiefenprofils). Dabei könnte die TOF Messung aus z. B. mehreren Perspektiven direkt zur Erzeugung des Avatars verwendet werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Eingrenzung des Zielvolumens. Dadurch könnte Aufnahme- bzw. Rechen-Zeit bei der Rekonstruktion der Bilddaten gespart werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6965340 B1 [0003]

Claims (22)

  1. Verfahren zum Erfassen und Anzeigen von Bild-Daten zumindest eines Objekts (3133) in Bezug auf einen menschlichen oder tierischen Körper (2) mit folgenden Verfahrensschritten: – Erfassen einer räumlichen Struktur und/oder Lage des Objekts (3133) durch eine physikalische Raumerfassung und Erzeugen von Bild-Daten des Objekts (3133) auf der Grundlage dieser Erfassung, – Projizieren der Bild-Daten auf einen Kunstkörper (30), der den menschlichen oder tierischen Körper (2) repräsentiert, und – Anzeigen des Objekts (3133) unter Verwendung der auf den Kunstkörper (30) projizierten Bild-Daten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kunstkörper um einen Avatar (30) mit einer den menschlichen oder tierischen Körper abstrakt nachbildenden Form handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Avatar (30) mit dem darauf projizierten Objekt (3133) eine vereinfachte Abwicklung (4044) dargestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der vereinfachten Abwicklung (4044) um das Schnittmuster einer virtuellen Kleidung handelt und/oder dass die vereinfachte Abwicklung in Teilbereiche, die verschiedenen Körperregionen entsprechen, segmentiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass entweder das Objekt (3133) selbst oder die Lage des Objekts (3133) an dem Kunstkörper (30) mit einer Bildanzeigeeinrichtung (16) dargestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Objekts (3133) an dem menschlichen oder tierischen Körper (2), insbesondere durch eine gerichtete Lichtemission insbesondere durch einen Laser-Pointer (21), dargestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Kunstkörper (2) projizierten Bild-Daten rück-projiziert werden und auf einem optischen Bild des menschlichen oder tierischen Körpers (2) dargestellt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Projizieren eine Transformation und beim Rück-Projizieren eine Rück-Transformation verwendet wird, die zueinander bijektiv sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Transformation eine Verschlüsselung verwendet wird ohne deren Kenntnis die Rück-Transformation unmöglich oder zumindest erschwert ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur physikalischen Raumerfassung ein Mikrowellen-Scanner (34, 79) unter Verwendung von Mikrowellen-Strahlung und/oder ein Röntgen-Scanner unter Verwendung von Röntgen-Strahlung eingesetzt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bild-Daten durch eine Rauschunterdrückung (11) und/oder eine Unterdrückung der niederfrequenten Signalanteile (12), welche von der Kontur des menschlichen oder tierischen Körpers hervorgerufen sind, und/oder durch eine Cartoon-artige Darstellung (13) von Grenzlinien und/oder flächiger Strukturen, insbesondere ausgefüllter Konturen, überarbeitet werden.
  12. Vorrichtung (1) zum Erfassen und Anzeigen von Bild-Daten zumindest eines Objekts (3133) in Bezug auf einen menschlichen oder tierischen Körper (2) mit einer Erfassungs-Einrichtung (34, 79, 10) zum Erfassen einer räumlichen Struktur und/oder Lage des Objekts (3133) durch eine physikalische Raumerfassung und Erzeugen von Bild-Daten des Objekts (3133) auf der Grundlage dieser Erfassung, einem Projektions-Prozessor (15) zum Projizieren der Bild-Daten auf einen Kunstkörper (30), der den menschlichen oder tierischen Körper (2) repräsentiert, und einer Anzeigeeinrichtung (16, 20) zum Anzeigen des Objekts (3133) unter Verwendung der auf den Kunstkörper projizierten Bild-Daten.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kunstkörper um einen Avatar (30) mit einer den menschlichen oder tierischen Körper abstrakt nachbildenden Form handelt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch, einen Abwicklungs-Prozessor (17), der eine vereinfachte Abwicklung (4044) von dem Avatar (30) mit darauf projiziertem Objekt (3133) erzeugt.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwicklungs-Prozessor (17) so ausgebildet ist, dass es sich bei der vereinfachten Abwicklung (4044) um das Schnittmuster einer virtuellen Kleidung handelt und/oder dass die vereinfachte Abwicklung in Teilbereiche, die verschiedenen Körperregionen entsprechen, segmentiert ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (16, 2022) eine Bildanzeigeeinrichtung (16) aufweist, die entweder das Objekt (3133) selbst oder die Lage des Objekts (3133) an dem Kunstkörper (30) darstellt.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (16, 2022) eine Körperanzeigeeinrichtung (2022), insbesondere einen Laser-Pointer, aufweist, welche die Lage des Objekts (3133) unmittelbar an dem menschlichen oder tierischen Körper (2), insbesondere durch eine gerichtete Lichtemission, insbesondere durch einen Laser-Strahl (25), darstellt.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, gekennzeichnet durch, einen Rück-Projektions-Prozessor (26), welcher die auf den Kunstkörper (30) projizierten Bild-Daten rück-projiziert, wobei die Anzeigeeinrichtung (16) die rück-projizierten Bild-Daten auf einem durch eine Kamera (6) erfassten optischen Bild des menschlichen oder tierischen Körpers (2) darstellt.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektions-Prozessor (15) beim Projizieren eine Transformation und der Rück-Projektions-Prozessor (26) beim Rück-Projizieren eine Rück-Transformation verwendet, die zueinander bijektiv sind.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektions-Prozessor (15) bei der Projektion eine Verschlüsselung verwendet ohne deren Kenntnis die Rück-Transformation unmöglich oder zumindest erschwert ist.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungs-Einrichtung einen Mikrowellen-Scanner (35, 79) unter Verwendung von Mikrowellen-Strahlung oder einen Röntgen-Scanner unter Verwendung von Röntgen-Strahlung aufweist.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, gekennzeichnet durch, einen Rauschunterdrückungs-Prozessor (11), der die Bild-Daten einer Rauschunterdrückung unterwirft, und/oder eine Filtereinrichtung (12) zur Unterdrückung der niederfrequenten Signalanteile in den Bild-Daten, welche von der Kontur des menschlichen oder tierischen Körpers hervorgerufen sind, und/oder einen Bildabstrahierung-Prozessor (13) zur Überarbeitung der Bild-Daten zur Cartoon-artigen Darstellung von Grenzlinien und/oder flächiger Strukturen, insbesondere ausgefüllter Konturen.
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