(57)【要約】  システムは、電磁波をＵＷＢパルスとして関心領域（ＲＯＩ）に向けて送信する送信機、およびＲＯＩ内の対象物から反射電磁波を受信して対象物データを生成する受信機とを有する超広帯域（ＵＷＢ）アレイ、ならびに、操作を提供するように構成されたプロセッサを有するパターン認識デバイスを含む。プロセッサは、イベントがトリガされるまで、関心領域（ＲＯＩ）からの反射電磁波からスキャンデータを取得し、イベントがトリガされた時に、関心領域（ＲＯＩ）とＵＷＢアレイを使用して以前に取得された較正データから作成されたヒューリスティックにアクセスし、較正データから導出したパターン認識機能を利用してヒューリスティックでスキャンデータを分析し、スキャンデータ内で関心対象物（ＯＯＩ）パターンが認識されているかどうかを判断し、ＯＯＩパターンが認識されている場合は、警告を生成する命令を提供するように構成されている。
2021519439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波をＵＷＢパルスとして関心領域（ＲＯＩ）に向けて送信する送信機を有し、前記関心領域（ＲＯＩ）内の対象物からの反射電磁波を受信して対象物データを生成する受信機を有する超広帯域（ＵＷＢ）アレイと、
パターン認識デバイスであって、
イベントがトリガされるまで、前記関心領域（ＲＯＩ）からの反射電磁波からスキャンデータを取得することと、
前記イベントがトリガされた時に、前記関心領域（ＲＯＩ）および前記ＵＷＢアレイを使用して以前に取得された較正データから作成された予測スキームを起動することと、
前記較正データから導出されたパターン認識関数を利用して、前記スキャンデータを前記較正データと比較することと、
関心対象物（ＯＯＩ）パターンが前記スキャンデータ内で認識されるかどうかを判断することと、
ＯＯＩパターンが認識された場合、警告を生成することと、
を含む操作を提供するように構成されたプロセッサを有するパターン認識デバイスと
を含む、システム。
【請求項２】
前記関心領域（ＲＯＩ）は、前記対象物が通過するための領域を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記パターン認識デバイスは、前記ターゲット領域を通過する前記対象物を、一人または複数の人物として検出する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記関心領域（ＲＯＩ）は、前記人物が前記関心領域（ＲＯＩ）を回避することを防止するように境界が定められた歩行用通路を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記規定された歩行用通路は、可視光に対して不透明である物理的障壁によって境界が定められた、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記較正データは、
前記関心領域（ＲＯＩ）内の人物に配置された関心対象物（ＯＯＩ）と、
前記関心対象物（ＯＯＩ）を携帯していない時の前記人物と
を含む、前記パターン認識デバイスによって以前に取得されたデータである、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記人物が前記ターゲット領域を通過する時に、前記イベントがトリガされる、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
ＵＷＢパルスを前記関心領域（ＲＯＩ）に向けて放出し、前記関心領域（ＲＯＩ）内の前記対象物から反射電磁波を受信し、第２の対象物データを生成する第２のＵＷＢアレイと、
前記イベントがトリガされるまで、前記第２のＵＷＢアレイを使用して前記関心領域（ＲＯＩ）から前記スキャンデータを取得することを含む操作を提供するように構成された前記プロセッサを有する前記パターン認識デバイスと
をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記生成された対象物データを先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファに送るように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
関心対象物（ＯＯＩ）をスキャンするために関心領域（ＲＯＩ）を規定することと、
超広帯域（ＵＷＢ）電磁パルスをＵＷＢ送信機から前記ＲＯＩに向けて送信することと、
前記関心領域（ＲＯＩ）から反射ＵＷＢ波を受信することと、
対象物が前記反射ＵＷＢ波で検出された時にイベントをトリガすることと、
イベントがトリガされた時に、前記反射ＵＷＢ波からスキャンデータを生成することと、
前記関心領域（ＲＯＩ）と前記ＵＷＢアレイを使用して以前に取得された較正データから導出されたパターン認識関数を利用することと、
関心対象物（ＯＯＩ）パターンが前記スキャンデータ内で認識されるかどうかを判断するための予測スキームを起動することと、
ＯＯＩパターンが認識された時に警告を生成することと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記関心領域（ＲＯＩ）を規定することは、前記対象物が通過する領域を規定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ターゲット領域を通過する前記対象物のうちの１つは人物である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記人物が前記放出領域を通過することなく前記関心領域（ＲＯＩ）を通過することを防止するように境界が定められ規定された歩行用通路として、前記関心領域（ＲＯＩ）を規定することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
可視光に対して不透明である物理的障壁を配置することにより、前記規定された歩行用通路を規定することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記較正データは、前記関心領域（ＲＯＩ）内の前記人物に配置された関心対象物（ＯＯＩ）、および、前記関心対象物（ＯＯＩ）を携帯していない時の前記人物を含む、以前に取得されたデータである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記人物が前記ターゲット領域を通過する時に、前記イベントをトリガすることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
第２のＵＷＢアレイを前記関心領域（ＲＯＩ）に向けることと、
前記第２のＵＷＢアレイから前記関心領域（ＲＯＩ）に向けてＵＷＢパルスを放出し、前記関心領域（ＲＯＩ）内の前記対象物から第２の反射ＵＷＢ波を受信することと、
前記第２の反射ＵＷＢ波から前記スキャンデータを生成することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記スキャンデータを先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファに送ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
ユーザインターフェースを備えたコンピューティングデバイスのハードウェアプロセッサによって実行可能なプログラムのコンピュータ実行可能命令を具体的に具現化する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記コンピューティングデバイスは、
関心領域（ＲＯＩ）をスキャンすることと、
前記関心領域（ＲＯＩ）に向けてＵＷＢパルスとして電磁波を送信することと、
前記関心領域（ＲＯＩ）からの反射電磁波からスキャンデータを取得することと、
前記スキャンデータから対象物データが生成される時にイベントをトリガすることと、
イベントがトリガされた時に前記関心領域（ＲＯＩ）と前記ＵＷＢアレイを使用して以前に取得された前記較正データから作成されたヒューリスティックにアクセスすることと、
前記関心領域（ＲＯＩ）での前記較正データから導出されたパターン認識関数を利用し、前記ＵＷＢアレイを使用して、前記スキャンデータを分析することと、
関心対象物（ＯＯＩ）が前記スキャンデータ内のＯＯＩパターンとして認識されるかどうかを判断することと、
前記スキャンデータ内にＯＯＩパターンが存在する場合、警告を送信することと
を含む操作を提供するように構成されたパターン認識デバイスを有する、
非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記イベントは、人物が前記関心領域（ＲＯＩ）を通過する時にトリガされる、請求項１９に記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年３月２３日に出願された米国特許出願第６２／６４７，０９０号、および２０１８年３月２３日に出願された米国特許出願第６２／６４７，１３０号の優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示の技術の例示的な分野は、例えば、超広帯域（ＵＷＢ）レーダを使用したセキュリティ・スクリーニング検査および対象物検出に関し得る。
【背景技術】
【０００３】
銃による暴力が、社会においてますます脅威になっているため、人物が身に付けているか、あるいは、バッグまたはバックパックの中に隠されている武器を検出する方法が、より重要性になってきている。最近の出来事では、多くの人が集まる公共の領域が、予期しない悲劇の対象となる可能性があることを示すようになり、公共の場で隠された武器と禁制品をスキャンして検出できることが、ますます重要になっている。
【０００４】
従来、セキュリティが厳しいと予想される領域で、スキャン機器と金属探知機が使用されてきた。所定の場所で全体的な安全をサポートするためには、人々は時々不自由があると予想するようになった。場所としては、空港、投票の行列、裁判所や他の政府建物の入口、スポーツ競技場などが含まれる。スキャンには、金属探知機、ＲＦ検出システム、Ｘ線、または、人物をスクリーニング検査するための従来既知の別の方法とシステムの使用が含まれる。これらのシステムの多くは効果的であったが、これらのシステムは対処すべき欠点が含まれる場合があった。
【０００５】
例えば、金属検出装置は、通常セキュリティの検問所に設置され、人物は金属を主成分とする素材を取り外し、Ｘ線スクリーニング検査システムを通過する。これらの検問所は運営に費用がかかり、所定の領域を通過できる人数において、障害（ボトルネック）が発生する可能性がある。既知の例のひとつには、空港がある。セキュリティ担当者のスタッフは、ウォークスルー式の金属探知機を通過する乗客を管理している。旅行者が誤って金属製ベルトバックルを身に付けた場合など、金属の存在を示す多くの陽性表示に対処する必要がある。スクリーニング検査のスタッフは、人物を選び出し、磁気の棒を通して、陽性の原因となった品物を検出し識別する。同時に、航空用バッグをＸ線スキャン装置に通過させるが、これも同様に高価で時間がかかり、追加検査と遅延となる可能性がある。
【０００６】
市販されている他の既知システムでは、磁力計（すなわち、金属探知機）またはサブミリ波画像化などの技術を利用している。これらのシステムはサイズが大きく、脅威を明確に識別できないだけでなく、実際には脅威が存在しない時に脅威があると示すために効果的ではない場合があるとともに、人物は封鎖された領域を歩いて通り、画像化のために立ち止まることを伴う場合もある。他の既知システムでは、規定された空間内の人物を検出して追跡できるセンサ（通常は視覚ベースのシステム）を使用する。ただし、通常このようなシステムは、壁やパーティションなどの不透明な物体の背後にあるかブロックされている場合には、人物を追跡できない。また、視覚に基づくシステムでは、プライバシーに関する懸念（画像が公開されたり、不正な目的に関する懸念など）を引き起こす。
【０００７】
さらに、そのようなセキュリティレベルでは、多くのイベントや場所で、常に実用的であるとは限らない。例えば、スポーツイベント、複合商業施設（モール）、投票（学校、教会、礼拝堂などで一時的に準備され設置されることが多い）、ロックコンサートなどでは、非常に短い時間で何千人もの人々がセキュリティを通過する場合がある。通常、金属探知機が使用されるが、イベントでの障害（ボトルネック）となる可能性があり、導入は非現実的で費用がかかる場合があり、また、公共の安全に対する潜在的な脅威となる品物をすべて検出できないことがある。教会や礼拝堂などの一部の会場では、公然としたセキュリティのスクリーニング検査の概念とは正反対であり、金属検出やその他のセキュリティのスクリーニング検査手法を採用することは望ましくない場合がある。
【０００８】
また、何千人もの参加者がいる場所には、多数の出入口があり、すべての領域をスクリーニング検査することは実用的でないことがある。例えば、学校では、全体的な安全を管理するセキュリティ担当者が数人しかいない場合がある。スクリーニング検査の要員を十分に採用することは実用的ではない可能性があるので、別の方法として、出入口の数を制限したり、稼働時間を制限したりすることもある。いずれにせよ、学校の全体的な目的が制限される可能性があり、公共の安全目的のためにアクセスを制限した結果として、学校が最大限に活用されない場合がある。
【０００９】
より一般的には、公開イベントや市民に開かれた場所では、同様または関連する課題があり、直面している関連した進化しつつある危険を、効果的に最小限に抑えるには予算や手段が十分ではない。セキュリティを追加することにより、最終的にはイベントや施設のセキュリティが向上する一方で、イベントの楽しみや性質が損なわれる可能性がある。
【００１０】
従って、他のより多くの隠れたスクリーニング検査システムおよび方法が開発されてきた。既知の方法のひとつには、ＵＷＢパルス信号を送信する平面アレイに配置された、いくつかのレーダ送受信機を使用する超広帯域（ＵＷＢ）スクリーニング検査システムなどである。ＵＷＢパルスが送信され、同期された反射が受信され組み合わされて、対象の画像が構築される。画像再構成要件やシステムの他の機能のために、そのようなシステムは計算負荷が大きい場合がある。また、十分な画像データを取得し、十分な解像度を取得し、適切に脅威を検出して識別することができるためには、複数の送受信機を含む場合がある。
【００１１】
別の既知の方法は、ＵＷＢシステムにおけるそれらの共振周波数を介して、対象物を識別することを含むことがある。所定の角度方向では、武器などの対象物が、その共振周波数において固有の特徴および／または振幅増加を発する可能性があり、ＵＷＢシステムで特定の共振周波数を検出するために周波数スキャンする際に識別することができる。ただし、対象物の共振周波数は、ＵＷＢ送受信機に対する角度方向に大きく依存する可能性があり、角度方向の関数としてだけでなく３次元空間中のより広い方向の中で、その共振周波数を識別するために所定の対象物を「較正する」可能性がある。次に、共振周波数と対象物方向を関連付ける一覧表または数学的構造に、各種類の武器を相関させることができる。このようなシステムは個別の武器や銃器では機能するが、多くの個別の武器の種類とモデルごとに、個別の一覧表と数学的構造を開発または調整する必要があり、負担が大きく実用的でない場合がある。さらに、システムは特定の武器に対しては較正されていない場合があるので、検出または識別できない可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、武器および対象物の検出のために、容易に配備されるシステムおよび方法が必要である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】関心対象物（ＯＯＩ）の存在を予測するための例示的なステップを示す図である。
【図２】本開示の例示的なシステムを示す図である。
【図３】図３（ａ）は関心対象物（ＯＯＩ）が存在しない、図２の例示的なシステムの基本的なハードウェア構成を示す図であり、図３（ｂ）は関心対象物（ＯＯＩ）が存在する、図３（ａ）の基本的なハードウェア構成を示す図である。
【図４】本開示による関心対象物（ＯＯＩ）パターン認識のために実行されるステップを示す図である。
【図５】本開示による例示的なシステムおよび構成を示す図である。
【図６】障壁を形成する可能性のあるさまざまな材料の例示的な減衰データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
例示的なシステムは、電磁波をＵＷＢパルスとして関心領域（ＲＯＩ）に向けて送信する送信機、および関心領域（ＲＯＩ）内の対象物から反射電磁波を受信して対象物データを生成する受信機を有する超広帯域（ＵＷＢ）アレイ、ならびに、操作を提供するように構成されたプロセッサを有するパターン認識デバイスを含む。プロセッサは、イベントがトリガされるまで、関心領域（ＲＯＩ）からの反射電磁波からスキャンデータを取得し、イベントがトリガされた時に、ＵＷＢアレイを使用して関心対象物（ＯＯＩ）が存在する状態および関心対象物（ＯＯＩ）が存在しない状態で、関心領域（ＲＯＩ）を使用して以前に取得された較正データから作成されたヒューリスティック関数にアクセスし、ヒューリスティック関数を使用してスキャンデータを分析し、スキャンデータ内でＯＯＩパターンが認識されているかどうかを判断し、ＯＯＩパターンが認識された場合は、警告を生成する命令を提供するように構成される。
【００１５】
図１は、本開示による、ＵＷＢシステムを配備し関心対象物（ＯＯＩ）パターンの存在を予測するための例示的なステップを示す図である。方法またはプロセス１００は、ステップ１０２で関心領域（ＲＯＩ）を規定することを含む。ステップ１０４で、超広帯域（ＵＷＢ）システムが配備されるか、または、関心領域（ＲＯＩ）をスクリーニング検査するように構成される。関心領域（ＲＯＩ）は、人物が通過する歩行用通路または廊下を含むか、または、人物が集まり得る任意の領域を含むことができる。本開示によれば、ステップ１０６において、パターン認識デバイスに供給されるＵＷＢシステムからの前処理されたデータを使用して、パターン認識較正または「予測関数」が生成される。開示されたシステムは、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）アーキテクチャに基づいている。開示されたパターン認識システムは較正ステップを含み、較正ステップは、一例では、開示されたシステムが配備される関心領域（ＲＯＩ）を包含し得る「学習環境」で作成される「予測関数」を決定することを含む。
【００１６】
ステップ１０４でＵＷＢシステムを配備した後、ステップ１０６で予測関数が生成され、それにより、システムが動作するように較正される。つまり、学習環境では、ＵＷＢシステムは２つの主要条件に一致する既知の「グラウンド・トゥルース」データ・パターンを学習する。
【００１７】
１）人物に、武器または関心対象物（ＯＯＩ）が存在する。
【００１８】
２）人物が、武器または関心対象物（ＯＯＩ）を所持していない。
【００１９】
「グラウンド・トゥルース」データ・パターンは、既知の対象物または関心対象物（ＯＯＩ）の存在を検出するために、その後に使用される条件で取得される。例えば、上記の例では、「グラウンド・トゥルース」較正データ・パターンは、２つの条件下で取得される。第１は、人物に関心対象物（ＯＯＩ）が存在する場合、第２は、人物は存在するが関心対象物（ＯＯＩ）が存在しない場合である。本開示によれば、関心対象物（ＯＯＩ）は、武器または拳銃であり得るが、そのようなデバイスに限定されず、代わりに、固有の特徴で識別できる人物が保持できる任意の材料を含み得る。したがって、関心対象物（ＯＯＩ）には、禁制品（酒を運ぶための瓶（スキットル）など）、ライフル、または特定の場所で危険または違法と見なされる可能性のある任意のデバイスが含まれる場合がある。上記の２つの条件の場合、ＵＷＢスキャンデータは、ＵＷＢから関心領域（ＲＯＩ）に電磁波を投影することによって取得され、関心領域（ＲＯＩ）内の対象物から反射されたデータが、収集され分析されて、「グラウンド・トゥルース」データ・パターンが生成される。一例では、較正パターンは、人間が存在しない状態で、試験台上で取得される。さらに、較正された背景に対して人物をスクリーニング検査する間に、較正が行われる環境または関心領域（ＲＯＩ）自体が変化する可能性があると考えられる。使用中やスクリーニング検査が行われている場合、関心領域（ＲＯＩ）内の品物の移動によって関心領域（ＲＯＩ）が変化することがある。例えば、ゴミ箱などの背景品物の移動や、背景特徴を形成する他の品物の移動である。
【００２０】
結果として得られる較正データの「訓練セット」には、較正ステップ中に取得された２つの主要データセットが含まれる。１つは（この例では）武器またはＯＯＩパターンデータを含み、もう１つは武器またはＯＯＩパターンデータを含まない。どちらのデータセットも、ＣＮＮアーキテクチャに基づく訓練または較正ヒューリスティックスを介して実行される「グラウンド・トゥルース」データ・セットとしてラベル付けまたは識別される。ヒューリスティックは多層ヒューリスティックであり、データセットに対して畳み込みプロセスを実行し、最終的に、「予測関数」を生成する。
【００２１】
「予測関数」が設定され、配備された所定環境の調整データが決定されると、実際環境でスクリーニング検査が開始される。ステップ１０８で、関心領域（ＲＯＩ）内でＲＯＩスキャンデータが取得され、ステップ１１０で、人物が関心領域（ＲＯＩ）を通過する時に、イベントトリガが発生する。すなわち、スキャンデータが取得され、前処理されると、ステップ１１２でイベントがトリガ（すなわち、データ・パターンの変化）されない場合、制御はステップ１０８に戻り、関心領域（ＲＯＩ）のスキャンデータが取得される。取得したスキャンデータが、特定のしきい値を超えてパターン認識が変化した時に、イベントがトリガされる。言い換えると、一例では、ノイズおよび他の背景イベントは別として、パターン認識の変化が背景を超えるしきい値に達するまで、イベントはトリガされない。
【００２２】
人物が関心領域（ＲＯＩ）を通過するなど、イベントがトリガされると（ステップ１１４）、次にステップ１１６において、スキャンされ前処理されたデータが、パターン認識システムに送られ、スキャンデータが較正データと比較される。ステップ１１８において、校正データに対する適切なしきい値が満たされない場合（１２０）、ＯＯＩパターンは認識されず、制御はステップ１０８に戻る。したがって、ステップ１１６は、イベントがトリガされた時に、関心領域（ＲＯＩ）およびＵＷＢアレイを使用して以前に取得された較正データから作成されたヒューリスティックにアクセスすることと、関心領域（ＲＯＩ）での較正データから導出されたパターン認識機能を利用しＵＷＢアレイを使用してスキャンデータを分析することと、を含む。つまり、イベントがトリガされた時に、関心領域（ＲＯＩ）およびＵＷＢアレイを使用して以前に取得された較正データから作成された予測スキームが呼び出され、スキャンデータは、較正データから導出されたパターン認識機能を利用して較正データと比較される。
【００２３】
しかしながら、スキャンされたデータにおけるＯＯＩパターンを決定するためのしきい値が満たされる場合（１２２）、関心対象物（ＯＯＩ）が存在する可能性があるため、ステップ１２４において警告が送信される。通常、ＯＯＩパターンが確かに実際の関心対象物（ＯＯＩ）であるかどうか、または「誤検出」が発生したかどうかを確認するために、さらに介入が行われる。警告は、例として、無音警報、監視デバイスへの送信信号、または近くに存在する可能性がある別の人に警告するための大きな警報など、任意の数の仕組みを含むことができる。
【００２４】
一例では、個々の人物間隔の予測の平均を、確立されたしきい値に対して評価して、最終的な予測を行うことができる。さらに議論されるように、開示されたＵＷＢシステムは、ＵＷＢ送信機および受信機の単一アレイ、または複数のＵＷＢ送信機および受信機を、含み得る。複数のアレイを含む例示的な環境では、人物が身に付けている武器または関心対象物（ＯＯＩ）の位置の予測も行うことができる。
【００２５】
さらに、開示されたシステムは、武器または禁制品として関心対象物（ＯＯＩ）を含むが、本開示によれば、スキャンデータを使用して識別可能な任意のパターンが使用され得ることが企図されている。例えば、開示されたシステムおよび「予測関数」ステップ１０６は、パターン認識システムに供給することができる顔認識または別のパターンを含むように、訓練することによって採用され得る。また、次に武器または拳銃として識別されるＯＯＩパターンは、「訓練セット」の取得に使用される特定の品物に限定されない。したがって、リボルバーなどの拳銃を使用して訓練セットが取得され得るが、その後の使用では、例えば拳銃用に較正されたＵＷＢデータを使用して識別される半自動ピストルなどの別の種類の拳銃を識別する。
【００２６】
図２は、例えば、１つまたは複数のレーダ送受信機アレイを動作させるための例示的なシステム２００を示している。各レーダ送受信機アレイは、別のアレイとは独立して動作するため、非同期で動作する場合がある。つまり、各レーダ送受信機アレイは、独立して動作し単独型の構成でＯＯＩパターンを検出でき、（つまり、拳銃などの武器の場合）、ＯＯＩパターンを識別し検出するために新たなレーダ送受信機アレイからの情報を含まず必要ともしない、また、画像ベースのシステムなどの別のイメージングシステムからの追加情報を必要としない。また、本開示に従って複数のレーダ送受信機アレイを使用することができるが、追加のレーダ送受信機アレイは、関心領域（またはＲＯＩ）の追加または冗長な探知範囲を提供するか、または関心領域（ＲＯＩ）における探知範囲を拡大するのに、有益であると考えられる。しかし本開示によれば、ＯＯＩパターンの検出または識別には、単一のレーダ送受信機アレイで十分である。
【００２７】
従って、システム２００は、多くの異なる形態を取ることができ、複数のおよび／または代替のハードウェア構成要素および設備を含み得る。図２に例示的なシステム２００が示されているが、図２に示される例示的な構成要素は、限定を意図するものではなく、省略可能であり、システム２００のその他の構成要素または部分に必須ではない。実際、追加または代替の構成要素および／または実装を、使用することができる。
【００２８】
システム２００は、スクリーニング検査またはセキュリティ要員などのユーザ２０１を含むか、ユーザ２０１によって利用されるよう構成することができる。システム２００は、パターン認識デバイスを有するプロセッサ２０６、メモリ２０８、プログラム２１０、送受信機２１２、およびユーザインターフェース２１４を含み得る１つまたは複数のデバイス２０２ａ，２０２ｂ、および／またはサーバ２０５を含むことができる。システム２００は、ハブまたはネットワーク２２０、データベース２２２、および接続２２４を含むことができる。デバイスは、デバイス２０２ａ（例えば、デスクトップ、ラップトップ、またはタブレットコンピュータ）、およびデバイス２０２ｂ（例えば、移動電話または携帯電話）のいずれかまたはすべてを含み得る。プロセッサ２０６は、プログラム２１０を実行して、本明細書で説明する動作のいずれかまたはすべてを提供するハードウェアプロセッサを含み、（例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、サーバ２０５、データベース２２２、またはそれらの任意の組合せによる）、メモリ２０８に命令として格納される。（例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、サーバ２０５、またはそれらの任意の組合せ）。サーバ２０５内のプロセッサ２０６は、データから学習できるパターン認識ヒューリスティックを含み、学習能力に基づいて存在または識別される可能性のあるヒューリスティックまたは他の「経験則」を通じて学習を強化することができ、独自のヒューリスティックまたは予測関数を書き込むことができる。さらに、開示されたシステムおよび本明細書で識別されたＯＯＩパターンは、武器または禁制品などの物理的な関心対象物（ＯＯＩ）に限定されない場合がある。関心対象物（ＯＯＩ）およびＯＯＩパターンには、武器や禁制品だけでなく、上記のステップ１０６などの予測関数が実行される時に、「訓練セッション」較正セッション中に取得され得るデータに基づく顔認識を含む場合がある。実際、関心対象物（ＯＯＩ）およびＯＯＩパターンには、携帯電話、ウイスキー瓶（スキットル）、拳銃またはライフルの弾薬、または特定の場所で禁止されているその他の品物など、本開示に従って取得された、特定可能なパターンを包含する品物が含まれる場合がある。
【００２９】
例示的なシステム２００は、プロセッサ２０６に通信可能に接続されたプログラム２１０を有する、ユーザインターフェース２１４、プロセッサ２０６、およびメモリ２０８を含み得る。システム２００はさらに、１つの超広帯域（ＵＷＢ）送信機アレイ２２６、または、１つまたは複数のＵＷＢ送信機アレイ２２８に、通信可能に接続され得る送受信機２１２を含むことができる。システム２００は、１つまたは複数のＵＷＢ送信機アレイ２２８を関心領域（ＲＯＩ）２３０に向けて、または、関心領域（ＲＯＩ）２３０を規定することさえするように、設定することができる。ＵＷＢ送信機アレイ２２６、または複数のＵＷＢ送信機アレイ２２８は、それぞれが、直流電源２３２を含む。より具体的には、本開示によれば、１つのＵＷＢ送信機アレイ２２６のみがスキャンを提供するのに十分であることが理解される。追加のまたは冗長なＵＷＢ送信機アレイ２２８は、追加の有益な情報を提供して、さらに追加の探知範囲または全く異なる関心領域（ＲＯＩ）を提供することができる。ただし、追加のＵＷＢアレイ間の対話が、必要ないことも理解されている。これは、複数のアレイを使用して画像を生成する一部の既知システムとは対照的である。開示されたシステムは、単独型で単一のＵＷＢアレイで動作することができる。
【００３０】
プロセッサ２０６を使用するシステム２００は、例として、ＯＯＩパターンが検出された時に、ユーザインターフェース２１４を介して、動作コマンド、所定のまたは特定の設定パラメータ、またはスクリーニング検査手順の結果を表示することを含む動作を提供することができる。
【００３１】
システム２００は、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、サーバ２０５、およびデータベース２２２のいずれかが通信する全体的なネットワーク基盤を含むことができ、例えば、接続２２４を使用してシステム２００の任意の部分の間で情報を転送することができる。一般に、ネットワーク（例えば、システム２００）は、接続を提供し、通信を実行するためのコンピューティングデバイスおよび他のハードウェアの集合であり得る。デバイス２０２ａおよび２０２ｂは、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、スマートウォッチ、活動量計、タブレットコンピュータ、次世代ポータブルデバイス、ハンドヘルドコンピュータ、ノートブック、ラップトップ、投影デバイス（例えば、３次元ホログラフィックまたはホログラム投影機）、または仮想現実または拡張現実デバイスなどの、任意のコンピューティングデバイスを含み得る。デバイス２０２ａ，２０２ｂは、プログラム２１０を実行するプロセッサ２０６を含み得る。デバイス２０２ａ，２０２ｂは、システム動作情報およびプログラム２１０を格納するメモリ２０８を含むことができる。デバイス２０２ａ，２０２ｂは、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、サーバ２０５、およびデータベース２２２のいずれかの間で、システム動作情報を通信する送受信機２１２を含み得る。システム動作情報には、ハードウェア設定パラメータ、較正情報、深層学習ヒューリスティックス、およびシステム２００がセキュリティまたはその他のスクリーニング検査目的で配備されているスクリーニング検査イベントの累積データなどが含まれるが、これらに限定されない。
【００３２】
サーバ２０５は、任意のコンピューティングシステムを含み得る。サーバ２０５は、プログラム２１０を実行するプロセッサ２０６によって生成し、例えばシステム動作情報などのメモリ２０６によって格納することができる。サーバ２０５はさらに、ユーザ２０１のユーザプロファイル、または、スクリーニング検査イベントの条件、および、ユーザ２０１によって示される注記などの他の情報を、生成および格納することができる。サーバ２０５は、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、およびデータベース２２２と通信可能に接続し、それらに関して情報を転送することができる。サーバ２０５は、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、およびデータベース２２２と連続的または定期的に通信することができる。サーバ２０５は、ローカル、リモート、またはクラウドベースのサーバ、またはそれらの組合せを含むことができ、デバイス２０２ａ，２０２ｂのいずれかまたは組合せと通信し、（例えば、メモリ２０８またはデータベース２２２の一部として）システム動作情報を提供することができる。サーバ２０５はさらに、ユーザインターフェース２１４によって表示されるウェブベースのユーザインターフェース（例えば、インターネットポータル）を提供してもよい。サーバ２０５は、例えば自動通話、ショート・メッセージ・サービス（ＳＭＳ）またはテキストメッセージ、電子メール、ｈｔｔｐリンク、ウェブベースのポータル、または任意の他の種類の電子通信を含む通知を使用して、システム動作情報を、デバイス２０２ａ，２０２ｂと通信することができる。さらに、サーバ２０５は、メモリ２０８またはデータベース２２２の一部として、システム動作情報を格納するように構成され得る。サーバ２０５は、単一または複数の集中型、または、地理的に分散されたサーバを含み得る。サーバ２０５は、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、ネットワーク２２０、およびデータベース２２２のいずれかとの間、およびそれらの間で、システム動作情報を格納および調整するように構成することができる。
【００３３】
デバイス２０２ａ，２０２ｂのユーザインターフェース２１４は、システム２００全体にわたってシステム動作情報を通信および提示するために、ディスプレイに接続するかまたはユーザインターフェースをサポートする、任意のユーザ・インターフェース・デバイス、ディスプレイデバイス、または他のハードウェアの仕組みを含み得る。ユーザインターフェース２１４への入力およびユーザインターフェース２１４からの出力のいずれも、システム動作情報として含むことができる。ユーザインターフェース２１４は、音声、視覚、または触覚の形態、またはそれらの組合せでの情報の受信または提示を容易にするための任意の入力または出力デバイスを含み得る。ディスプレイの例には、タッチスクリーン、ブラウン管ディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ、電界発光ディスプレイ、電子ペーパ、プラズマ・ディスプレイ・パネル、液晶ディスプレイ、高性能アドレス指定ディスプレイ、薄膜トランジスタ・ディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイ、表面伝導型電子エミッタディスプレイ、レーザＴＶ、カーボンナノチューブ、量子ドットディスプレイ、干渉変調器ディスプレイ、投影デバイスなどが含まれるが、これらに限定されない。ユーザインターフェース２１４は、デバイス２０２ａおよび２０２ｂの任意のユーザに、案内情報を提示し得る。
【００３４】
接続２２４は、例えば、案内情報の転送を容易にするための、２つまたは複数のエンドポイント（例えば、デバイスまたはシステム）間の任意の有線または無線接続であり得る。接続２２４は、例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂをネットワーク２２０と通信可能に接続するための、ローカル・エリア・ネットワークを含み得る。接続２２４は、例えば、サーバ２０５をネットワーク２２０と通信可能に接続するための、広域ネットワーク接続を含み得る。接続２２４は、例えば、無線周波数（ＲＦ）、近距離無線通信（ＮＦＣ）、ブルートゥース（登録商標）通信、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線接続、または、例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂとシステム２００の他の構成要素とを通信接続する無線接続、を含み得る。
【００３５】
システム２００の任意の部分、例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、およびサーバ２０５は、プロセッサ２０６およびメモリ２０８を含むコンピューティングシステムおよび／またはデバイスを含み得る。コンピューティングシステムおよび／またはデバイスは、一般に、コンピュータ実行可能命令を含み、命令は、動作を規定することができ、本明細書に記載されているものなどの１つまたは複数のデバイスによって実行可能であり得る。コンピュータ実行可能命令は、さまざまなプログラミング言語および／または技術を使用して作成されたコンピュータプログラムからコンパイルまたは解釈され得る。これには、Ｊａｖａ（登録商標）言語、Ｃ、Ｃ＋＋、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、Ｐｅｒｌ、ＳＱＬ、ＰＬ／ＳＱＬ、シェルスクリプト、ユニティ言語などが含まれるが、これらに限定されない。システム２００、例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、およびサーバ２０５は、図に示されるように、多くの異なる形態を取ることができ、複数および／または代替の構成要素および設備を含み得る。例示的なシステム、デバイス、モジュール、およびサブモジュールが図に示されているが、図に示されている例示的な構成要素は、限定することを意図していない。実際に、追加のまたは代替の構成要素および／または実装が使用されてもよく、したがって、上記の通信動作の例は、限定として解釈されるべきではない。
【００３６】
一般に、コンピューティングシステムおよび／またはデバイス（例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、およびサーバ２０５）は、マイクロソフト・ウインドウズ（登録商標）オペレーティング・システム、ＵＮＩＸ（登録商標）オペレーティング・システム（例：カリフォルニア州レッドウッドショアーズのオラクル社によって配布されるソラリス（登録商標）オペレーティング・システム）、ニューヨーク州アーモンクのＩＢＭ社によって配布されるＡＩＸ（登録商標）  ＵＮＩＸオペレーティング・システム、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティング・システム、カリフォルニア州クパチーノのアップル社が配布するＯＳ  ＸおよびｉＯＳオペレーティング・システム、カナダのウォータールーのリサーチインモーション社が配布するＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ（登録商標）ＯＳ、および、オープン・ハンドセット・アライアンスにより開発されたＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）オペレーティング・システムのバージョンおよび／または種類を含むがこれらに限定されない、さまざまなコンピュータ・オペレーティング・システムを使用することができる。デバイス２０２ａ，２０２ｂ、およびサーバ２０５などのコンピューティングシステムおよび／またはデバイスの例は、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、スーパーフォン、次世代ポータブルデバイス、モバイルプリンタ、ハンドヘルドまたはデスクトップコンピュータ、ノートブック、ラップトップ、タブレット、ウェアラブル、仮想または拡張現実デバイス、安全な音声通信機器、ネットワークハードウェア、コンピュータワークステーション、またはその他のコンピューティングシステムおよび／またはデバイス、が含まれるがこれらに限定されない。
【００３７】
さらに、プロセッサ２０６などのプロセッサは、メモリ２０８またはデータベース２２２などのメモリから命令を受け取り、その命令を実行して本明細書の動作を提供し、それにより、本明細書で説明するプロセスの１つまたは複数を含む１つまたは複数のプロセスを実行する。そのような命令および他の案内情報は、さまざまなコンピュータ可読媒体（例えば、メモリ２０８またはデータベース２２２）を使用して格納および送信することができる。プロセッサ２０６などのプロセッサは、本明細書で説明されるデバイス、システム、動作、およびプロセスの目的を達成するように構成された任意のコンピュータハードウェアまたはコンピュータハードウェアの組合せを含み得る。例えば、プロセッサ２０６は、（１つのシングルチップ上の）シングル、デュアル、トリプル、またはクアッド・コア・プロセッサ、グラフィックス処理ユニット、および視覚処理ハードウェアのいずれか１つであってもよいが、これらに限定されない。
【００３８】
メモリ２０８またはデータベース２２２などのメモリは、一般に、任意のコンピュータ可読媒体（プロセッサ可読媒体とも呼ばれる）を含み得る。それは、案内情報またはコンピュータによって（例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂのプロセッサ２０６、およびサーバ２０５によって）読み取ることができる命令の提供に関与する任意の非一時的（例えば、有形）媒体を含み得る。このような媒体は多くの形態を取ることができ、不揮発性媒体および揮発性媒体を含むが、これらに限定されない。不揮発性媒体は、例えば、光ディスクまたは磁気ディスクおよび他の永続的メモリを含み得る。揮発性媒体は、例えば、通常、メインメモリを構成するダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）を含み得る。そのような命令は、１つまたは複数の伝送媒体によって送信することができ、電波、金属ワイヤ、光ファイバ、および、コンピュータのプロセッサに結合されたシステムバスを構成するワイヤを含む同類のものを含む。コンピュータ可読媒体の一般的な形式には、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、穴パターンを持つ他の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＥＰＲＯＭ、その他のメモリチップまたはカートリッジ、またはコンピュータが読み取ることができるその他の媒体を含む。
【００３９】
さらに、本明細書で説明されるデータベース、データリポジトリまたは他の案内情報ストア（例えば、メモリ２０８およびデータベース２２２）は、一般に、階層型データベースを、ファイルシステム内の一連のファイル、独自形式のアプリケーションデータベース、リレーショナルデータベース管理システム（ＲＤＢＭＳ）などを含む、さまざまな種類の案内情報を格納し、提供し、アクセスし、そして取得するためのさまざまな種類の仕組みを含み得る。そのような各案内情報ストアは、通常、上記のものの１つなどのコンピュータ・オペレーティング・システムを使用し、および／または、ネットワーク（例えば、システム２００）または任意の１つまたは複数のさまざまな方法での接続を介してアクセスされる、コンピューティングシステムおよび／またはデバイス（例えば、デバイス２０２ａ，２０２ｂ、およびサーバ２０５）の内部（例えば、メモリ２０８）または外部（例えば、データベース２２２）に含まれ得る。ファイルシステムは、コンピュータ・オペレーティング・システムからアクセスでき、さまざまな形式で格納されたファイルを含み得る。ＲＤＢＭＳは、通常、上記のＰＬ／ＳＱＬ言語などの格納された手順を作成し、格納し、編集し、そして実行するための言語に加えて、構造化照会言語（ＳＱＬ）を採用している。メモリ２０８およびデータベース２２２は、システム２００の任意の部分に接続されるか、またはその一部であり得る。
【００４０】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、対応する要素を伴う、図２の例示的なシステムの基本的なハードウェアの配置または構成３００を示す。図３（ａ）および図３（ｂ）は、構成３００の使用を示し、図３（ａ）は、関心対象物（ＯＯＩ）を持たない人物の存在を示し、図３（ｂ）は、関心対象物（ＯＯＩ）を持つ人物を示す。図３（ａ）および図３（ｂ）は、ステップ１０６で上述したようにシステム２００の訓練セッションまたは較正と、そのパターン認識データとの両方のために、そして、上記のステップ１０８でデータを取得するために、スキャンデータと較正データの比較後のステップ１１８などの規定されたＯＯＩパターンデータの存在を認識するために、関心領域（ＲＯＩ）２３０を使用することに対応する。
【００４１】
構成３００は、上述のように接続２２４を介してネットワーク２２０に接続されたＵＷＢ送信機アレイ２２６を含み、ＵＷＢ送信機アレイ２２６は、直流電源２３２を含む。示されるように、構成３００は、１つのＵＷＢ送信機アレイ２２６を含むが、１つまたは複数のうちの複数のＵＷＢ送信機アレイ２２８が含まれ得ることを意図しており、二つ以上のＵＷＢ送信機アレイ２２６を有するシステムからは、特定の別の利点が生じ得る。
【００４２】
ＵＷＢ送信機アレイ２２６は、送信機３０２「ＴＸ」デバイス（またはアンテナ）、受信機３０４「ＲＸ」デバイス（またはアンテナ）、およびプリプロセッサ３０６を含む。構成３００は、関心領域（ＲＯＩ）２３０を含み、例としては、廊下、壁を有する建物内の部屋、開放または半閉鎖領域、またはスキャンすることを目的として人々の動きを制御するために用いられる規定された歩行用通路であり得る。関心領域（ＲＯＩ）２３０内に存在する一人または複数の人３０８は、ＵＷＢ送信機アレイ２２６が可視的に存在し、関心領域（ＲＯＩ）２３０に近接しているため、公然とスキャンされ得る。あるいは、関心領域（ＲＯＩ）２３０とＵＷＢ送信機アレイ２２６との間に配置された物理的障壁３１０または他の品物があることにより、人３０８は密かにスキャンされ得る。物理的障壁３１０は、乾式壁または木製壁、またはコンクリートまたはレンガの壁など、不透明な任意の材料であってよい。物理的障壁３１０はまた、透明性または反射性である窓または他の材料であり得る。いずれの場合でも、物理的障壁３１０は、ＵＷＢ送信機アレイ２２６の存在を目立たなくするに存在してもよく、または、単に、人３０８がＵＷＢ送信機アレイ２２６を視覚的に見えるようにする分割障壁であってもよい。存在する場合、物理的障壁３１０は、ＵＷＢ送信機アレイ２２６への、および、ＵＷＢ送信機アレイ２２６からの放出に対して半透明であり得る材料である。一例では、関心領域（ＲＯＩ）は、人物が関心領域（ＲＯＩ）を回避するのを防ぐように境界が定められた歩行用通路を含む。
【００４３】
本開示によれば、広帯域および生データのストリームが、ＵＷＢ送信機アレイ２２６との間でやり取りされる。動作中、スクリーニング検査される対象、または、一人または複数の人３０８が、近接するＵＷＢ送信機アレイ２２６を通過し、関心領域（ＲＯＩ）２３０内の場合、イベントがトリガされる。ＵＷＢ送信機３０２は、広い帯域幅にわたって短時間の低エネルギー（２００マイクロワット未満）パルスを放出し、広帯域およびＲＦデータが、毎秒４０フレームで受信機３０４によって取り込まれる。イベントデータは、いくつかのフィルタ（バンドパスなど）、バックグランド除去法、および、外部信号を削除するその他の方法で、プリプロセッサ３０６を介して、カスタムパイプラインで前処理される。処理されるイベントデータは、武器３１２または関心対象物（ＯＯＩ）を保持している可能性のある人３０８とマルチパス信号の両方であり得る。（つまり、ターゲットからの直接反射の代わりに、武器３１２または人３０８からの反射パスにある追加対象物３１４の可能性がある）一例では、関心領域（ＲＯＩ）は、人物が関心領域（ＲＯＩ）を回避するのを防ぐために、対象物３１４との境界が定められた歩行用通路を含む。また、対象物３１４は、関心領域（ＲＯＩ）の一部を形成する可能性のある任意の対象物を表し、関心領域（ＲＯＩ）の較正が発生する時に、その品物の特徴が形成される。示されているように、較正された背景に対して人物をスクリーニング検査する際に、較正が行われる環境または関心領域（ＲＯＩ）は、それ自体が変化することがある。使用中やスクリーニング検査が行われている場合、関心領域（ＲＯＩ）内の品物の移動によって関心領域（ＲＯＩ）が変化することがある。例えば、ゴミ箱などの背景品物の移動や、背景特徴を形成する他の品物の移動である。したがって、（金属検知機またはＸ線検知機用のウォーク・スルー・スキャナなどの）既知の背景に対して人物をスキャンする通常のスキャナとは異なり、開示されたシステムおよび方法は、時間とともに変化し得る動的に変化する環境を可能とする。対象物３１４などの対象物は、関心領域（ＲＯＩ）内で変化するので、関心領域（ＲＯＩ）を再較正して異なる背景またはＲＯＩ情報を考慮に入れるために、スキャンを一時的に停止することができる。
【００４４】
イベントデータは、接続２２４を介してネットワーク２２０およびパターン認識デバイスを有するプロセッサ２０６に送られる。分析ハードウェアは、図２のサーバ２０５などのローカルに存在するコンピュータまたはサーバであってもよく、および／または、データは、構成３００に対してローカルであってもなくてもよい、１つまたは複数のデバイスにさらに送信されてもよい。一例では、サーバ２０５などのローカルコンピュータが存在して、より計算集約的な作業を実行し、ローカルまたはリモートに配置されたデータベース２２２にアクセスすることができ、分析結果は、接続２２４を介してデバイス２０２ａ，２０２ｂに送信され、進行中のスクリーニング検査手順の監視に使用され得る。
【００４５】
一例では、ＵＷＢ送信機アレイ２２６は、関心領域（ＲＯＩ）２３０まで最大１０メートルの範囲で動作することができる。しかしながら、関心領域（ＲＯＩ）が人物が通過する場所で確立でき、関心対象物（ＯＯＩ）および個別パターンデータを区別することができるように、任意の範囲を採用できると考えられる。開示された構成３００は、乾式壁、ガラスなどの一般的な材料による信号損失が非常に少ない状態で、壁、衣服、バッグ、荷物などを通して、人３０８が身に着けた武器３１２などの対象物を検出する能力を提供する。一例において、システムは、対象物の識別において１ｍｍ以下の解像度を提供する。さらに、隠された武器を携行する人物は、関心領域（ＲＯＩ）２３０を通過する時に、特有な識別可能な歩き方をすると考えられ、本開示に従ってそれ自体が識別可能であり、スキャンされたデータで識別されたパターンに従って、武器の存在の可能性を識別する。さらに、品物３１２は隠すことができる武器として説明されているが、本開示に従って、任意の品物またはＯＯＩパターンが、識別できると考えられる。例えば、違法薬物付属品などの禁制品、または武器の弾薬などの他の品物も同じように識別することができ、または、音声認識または顔認識でも、同様に識別することができる。
【００４６】
一例によれば、ＵＷＢ送信機アレイ２２６は、中心周波数７．３ＧＨｚを使用し、帯域幅１．５ＧＨｚを有する。低雑音と低歪みのために差動ＲＦ端子が使用され、静的用途と動的用途の両方で、高感度を実現する。一般に、開示されたデバイスは、住宅用に指定された電子デバイス用の連邦通信委員会（ＦＣＣ）クラスＢ制限を大幅に下回る非常に低い電力レベルを利用するので、世界市場の大部分での使用が可能である。一例では、二相または二相符号化が、スペクトル拡散用パルスを送信するために使用される。また、本開示によれば、マスタ／スレーブ・シリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）が使用され、近距離通信には同期シリアル通信インターフェースが使用され、より高いデータレートにはクワッドＳＰＩモードが使用される。デジタル・ダウンコンバージョンは、デジタル化された帯域制限信号を、より低い周波数の信号に、より低いサンプリングレートで変換し、さらにフィルタリングを適用できる。
【００４７】
高密度実装には、小設置面積のチップ・スケール・パッケージが使用される。一例では、ＵＷＢ送信機アレイ２２６での電池動作を容易にするために、低電力要件を有する３インチ×１．５インチ×０．３７５インチの基板が使用される。インパルス・レーダ送受信機システムオンチップ（ＳｏＣ）が、市販のＵＷＢチップとともに使用される。レーダチップは、プリプロセッサ３０６、ならびに送信および受信デバイス３０２，３０４とともに、開発基板３１６に搭載されている。
【００４８】
図４は、本開示による、システム２００によって使用され、ＯＯＩパターン予測のために接続２２４を介して送られるステップ４００を示す。一般に、パターン認識を使用したデータ分析は、サーバ２０５などのローカルサーバで、データベース２２２を使用して行うことができる。統計情報、システム性能、陽性反応などを含むデータ報告は、ユーザ２０１のデバイス２０２ａおよび２０２ｂに、報告されてもよい。したがって、セキュリティのスクリーニング検査は、一例では、関心領域（ＲＯＩ）２３０から除外できるユーザ２０１と共に行うことができ、システム２００は、独立方式で動作し、人間による直接監視なしで動作できる。しかしながら、開示されたシステムは、金属探知機または他のスクリーニング検査デバイスなどの他の既知のスクリーニング検査システムと共に、使用できると考えられる。
【００４９】
ステップ４０２で、データはＵＷＢアレイ２２６の内外へ送られる。先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファは、ステップ４０４で使用され、４０６でイベントトリガが発生するまでデータを収集および監視する。例えば関心領域（ＲＯＩ）２３０で規定された学習環境が、例えば、人間、または人３０８の一人などの通過によって中断された場合に、イベントトリガが発生する。ＲＦおよび広帯域データは、ステップ４０８で取り込まれ、データは、ステップ４１０で、パスフィルタおよび他の既知フィルタを使用してフィルタリングされ、背景などを除去する。ステップ４１２でモーション補正が適用され、歩き方や歩幅の人為性を考慮に入れるために、係数が決定または計算されて適用される。次に、処理されたデータは、ステップ４１４でパターン認識ヒューリスティックに供給され、以前に取得された「グラウンド・トゥルース」データ・パターンと対比され、ステップ４１６で関心対象物の予測が行われる。つまり、以前に取得した「予測関数」を使用して、上記の方法１００で説明したように実行された学習に基づいて、ＯＯＩパターンを介して、関心対象物（ＯＯＩ）の可能性を識別する。プロセスは終了し、制御は継続的にステップ１０６の開始に戻り、監視は、ステップ４０６で別のイベントトリガが発生するまで継続する。
【００５０】
個別のスクリーニング検査は、例えば、指定された歩行用通路を使用して実行することができる。図５を参照すると、システム２００は、図示されているように構成５００で配備することができる。構成５００は、上述のＵＷＢ送信機アレイ２２６に対応する第１のレーダアレイ５０２を含む。構成５００はまた、第２のＵＷＢ送信機アレイまたは追加のアレイ５０４を含むことができ、ＵＷＢ送信機アレイ２２８に対応することができる。アレイ５０２，５０４は、歩行用通路５０６の周りに配置され、支持体または支柱５０８に取り付けられてもよい。レーダアレイ５０２，５０４は、関心領域（ＲＯＩ）５０６に向かってＵＷＢパルスを放出するように配置されている。一例では、ＵＷＢ送信機アレイ（単数または複数）５０４は、上で説明され、図５に示されるような障壁３１０などの障壁によって、配置し隠すことができる。
【００５１】
配備されると、システム２００は、開示されたシステムがＯＯＩパターンまたは関心のある対象物の存在を適切に予測できるように、訓練プロセスに関与する。より具体的には、システム２００が設定されることになる任意の環境であるため、それは、スキャン目的で以前に使用されていなかった環境にある可能性がある。したがって、本開示によれば、図１に関して説明したように、また、上記のステップ１０４で説明したように、予測関数または較正ステップが実行される。訓練プロセスは、システムの起動および訓練システム２００によるデータの取得を含み、ＯＯＩパターンを有する人物およびＯＯＩパターンを有さない人物を識別する。いったん設定されると、システム２００は、特定の構成５００を用いて訓練することができ、歩行用通路５０６および構成５００を学習環境として使用することによって、ＯＯＩパターンを識別する。例えば、拳銃を持つ可能性がある人々をスクリーニング検査するために設定されている場合、「グラウンド・トゥルース」は、ステップ１０６で、上記の２つのステップを使用して決定される。つまり、「グラウンド・トゥルース」は、次の２つの主要条件に対して確立される可能性がある。
【００５２】
１）人物に、武器または関心対象物（ＯＯＩ）が存在する。
【００５３】
２）人物が、武器や関心対象物（ＯＯＩ）を所持していない。
【００５４】
そのため、２つの主要データセットを含むデータの「訓練セット」が確立される。第１のセットは武器を含む可能性のあるＯＯＩデータを含み、第２のセットはＯＯＩデータを含まない。
【００５５】
訓練された時点で、図３（ａ）および図３（ｂ）に関して説明されるように、構成５００を使用するシステム２００は、上記のステップ１０４で確立された基準に従って、取得されたＯＯＩパターンを介して、関心対象物（ＯＯＩ）について人物を「ライブ」でスクリーニング検査する準備ができている。次に、第１のレーダアレイ５０２、および、存在する場合は第２または追加のレーダアレイ５０４を使用して、スキャンすることにより入力データが取得される。人物が歩行用通路５０６を通過する時、人物は、関心対象物（ＯＯＩ）として認識されたパターンに適合しない人物として、訓練セットおよびコンピューティングシステムの起動に基づいて、検出および識別される。武器または拳銃５１２を反映するパターンを有する人物５１０などの人物が、ステップ１１８でＯＯＩパターンとして識別されるまで、スキャンは継続する。そして、示されているように、ＯＯＩパターンは拳銃の特定モデルまたは種類に限定されない品物５１２として識別され、この例ではＯＯＩパターンを拳銃として使用してステップ１０４が実行された時に、以前に実行されたパターン認識機能と較正のおかげで、関心対象物（ＯＯＩ）とそのパターンが、任意の種類の拳銃で検出され得る。
【００５６】
したがって、ステップ１０６などで、例えばプリプロセッサ３０６を使用して、データが取得され前処理される。取得および前処理されたデータは、取得されたモデルに対してマッピングされ、それにより、パターン認識が、データの後処理後にＯＯＩパターンに対応するパターンを識別する。必要に応じて、ＯＯＩパターンの存在を示すパターンに関して、予測が行われる。結果データおよび統計が、開示に従って監視および報告され得る。例えば、サーバ１０５で重い処理と実装が実行される場合があるが、監視結果や統計などは、他のユーザまたはモニタ、例えば、デバイス２０２ａおよび／または２０２ｂに、報告される。
【００５７】
図６を参照すると、例示的な正規化された減衰データが、障壁３１０などの障壁を形成できるさまざまな材料について示されている。障壁材料が使用され、システム２００の構成要素に対する偶発的または意図的な乱用を防止するための物理的障壁を形成するか、または、隠されたスクリーニング検査構成におけるＵＷＢ送信機アレイ２２６などのシステム構成要素の存在を、偽装または覆い隠すことができる。以上のように、乾式壁、木材、ガラスなどの定格の厚さを、障壁３１０に使用することができる。予想されるように、レンガとコンクリートは減衰特性が増加しているため、システム２００の構成を確立する時に考慮する必要がある。
【００５８】
したがって、本開示によれば、システムは、関心領域（ＲＯＩ）に向かってＵＷＢパルスとして電磁波を送信する送信機、および関心領域（ＲＯＩ）内の対象物からの反射電磁波を受信し対象物データを生成する受信機とを有する超広帯域（ＵＷＢ）アレイ、ならびに、操作を提供するように構成されたプロセッサを有するパターン認識デバイスを含む。
【００５９】
プロセッサは、イベントがトリガされるまで、関心領域（ＲＯＩ）からの反射電磁波からスキャンデータを取得し、イベントがトリガされた時に、ＵＷＢアレイを使用して関心対象物（ＯＯＩ）が存在する状態および関心対象物（ＯＯＩ）が存在しない状態で、関心領域（ＲＯＩ）を使用して以前に取得された較正データから作成されたヒューリスティック関数にアクセスし、ヒューリスティック関数を使用してスキャンデータを分析し、スキャンデータ内でＯＯＩパターンが認識されているかどうかを判断し、ＯＯＩパターンが認識された場合は、警告を生成する命令を提供するように構成される。
【００６０】
また、本開示によれば、方法は、関心対象物（ＯＯＩ）をスキャンするための関心領域（ＲＯＩ）を規定することと、ＵＷＢ送信機から関心領域（ＲＯＩ）に向かって超広帯域（ＵＷＢ）電磁パルスを送信することと、関心領域（ＲＯＩ）からの反射ＵＷＢ波の受信することと、反射ＵＷＢ波内に対象物パターンが検出された時にイベントをトリガすることと、イベントがトリガされた時に反射ＵＷＢ波からスキャンデータを生成することと、ＵＷＢアレイを使用して関心領域（ＲＯＩ）を使用して以前に取得した較正データから作成されたヒューリスティック関数にアクセスすることと、ヒューリスティック関数スキャンデータを用いて分析し、スキャンデータ内で関心対象物（ＯＯＩ）パターンが認識されているかどうかを判断することと、ＯＯＩパターンが認識された時に警告を生成することとを、含む。
【００６１】
さらに、本開示によれば、非一時的なコンピュータ可読媒体は、ユーザインターフェースを備えたコンピューティングデバイスのハードウェアプロセッサによって実行可能なプログラムのコンピュータ実行可能命令を具体的に具現化し、コンピューティングデバイスは、パターン認識デバイスを有し、関心領域（ＲＯＩ）のスキャンすることと、関心領域（ＲＯＩ）に向けたＵＷＢパルスとしての電磁波を送信することと、関心領域（ＲＯＩ）からの反射電磁波からのスキャンデータを取得することと、対象物データがスキャンデータから生成された時にイベントをトリガすることと、イベントがトリガされた時にＵＷＢアレイを使用して関心領域（ＲＯＩ）を使用して以前に取得された較正データから作成されたヒューリスティック関数にアクセスすることと、ヒューリスティック関数を用いてスキャンデータを分析し関心対象物（ＯＯＩ）がスキャンデータ内のＯＯＩパターンとして認識されるかどうかを判断することと、そして、スキャンデータ内にＯＯＩパターンが存在する場合に警告を送信することと、を含む操作を提供する。
【００６２】
本明細書で説明されるプロセス、システム、方法、ヒューリスティックなどに関して、そのようなプロセスなどのステップは、特定の順序付けられたシーケンスに従って発生すると説明されているが、そのようなプロセスは、本明細書に説明される順序以外の順序で、説明されたステップを実施できることを理解されたい。さらに、特定のステップを同時に実行できること、他のステップを追加できること、または本明細書に記載されている特定のステップを省略できること、を理解されたい。言い換えれば、本明細書のプロセスの説明は、特定の例を示す目的で提供されており、請求項を限定するものと解釈されるべきではない。
【００６３】
したがって、上記の説明は例示を意図したものであり、限定を意図したものではないことを理解されたい。上記の説明を読むと、提供されているもの以外の多くの例と用途が明らかになるだろう。範囲は、上記の説明を参照して決定されるのではなく、代わりに、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の全範囲とともに決定されるべきである。本明細書で論じられる技術において将来の発展が起こり、開示されたシステムおよび方法がそのような将来の例に組み込まれることが、予想され意図されている。要約すると、用途は修正や変更が可能であることを理解されたい。
【００６４】
請求項で使用されるすべての用語は、本明細書で反対の明示的な指示がない限り、本明細書に記載の技術に精通している者によって理解される最も広い合理的な構造および通常の意味を与えられるものとする。特に、「ａ」、「ｔｈｅ」、「ｓａｉｄ」などの単数形の冠詞の使用は、請求項がそれと反対する明確な制限を述べていない限り、示された要素の１つまたは複数を説明すると読まれるべきである。
【００６５】
開示の要約は、読者が技術的開示の性質をすばやく確認できるように提供されている。それは、特許請求の範囲の範囲または意味を、解釈または制限するためには使用されないと理解して提出されている。さらに、前述の詳細な説明では、開示を簡素化する目的で、さまざまな特徴がさまざまな例にまとめられていることがわかる。この開示方法は、特許請求の範囲が各請求項に明示的に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると、解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、発明の主題は、単一の開示された例のすべての特徴より少ない特徴にある。したがって、以下の特許請求の範囲はこれにより詳細な説明に組み込まれ、各請求項は別個に請求される主題としてそれ自体で成立する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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