(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の上に隠匿された異常物を検出するためのシステムであって、
電磁送信機と電磁受信機を有する検出プローブを備え、前記電磁送信機は電磁パルスを放射するように構成され、前記電磁受信機は反射された電磁パルスを指定された時間に波形ウィンドウ内で標本化するように構成され、
前記電磁パルスは、０．０４から４ＴＨｚのテラヘルツスペクトル領域に広がり、更に
前記検出プローブに組み込まれ、前記パルス化された電磁放射を、隠匿スタックを通過するように指向させて所定の距離で前記隠匿スタックからの反射を収集する対物光学部品を備え、前記検出プローブは前記検出プローブの外郭が前記隠匿スタックの最上部と接触することなく、前記人間の隠匿スタックの下の表面の深さに合焦し、更に
前記電磁送信機と前記電磁受信機は、モノスタティック反射を行うように構成され、
前記電磁受信機と通信する時間領域データ取得システムを備え、前記時間領域データ取得システムは前記隠匿スタックの厚みからの反射を捕捉し、反射された波形を生成するように構成され、
前記時間領域データ取得システムは、前記隠匿スタックが異状物又は遮蔽物を含んでいないことを確認し、
前記時間領域データ取得システムは、前記反射された波形を分析することにより、前記隠匿スタックの１つ又は複数の干渉物質が体積、密度又は質量のいずれかにおいて、異状物と考えるべき量的閾値よりも小さいことを決定するように構成され、
前記量的閾値は、異状物と考えられるべき厚み、横方向範囲、体積、密度、又は質量に基づくものであり、
前記システムは、前記検出プローブの操作者が有効な測定を得るための適切な距離にいることを示す指示器をさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記衣料又は被覆物は、天然又は合成の衣料、革、ゴム、ビニール、紙、プラスチック且つ/又は他の薄い繊維、シーツ又は織物を更に含む、ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記隠匿スタックは前記隠匿スタック内に置かれた一個以上の異常物を更に備え、前記異常物は量的閾値よりも大きい厚み、横方向範囲、体積、密度、又は質量を有する物体である、ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
検査領域を示すテスト下で照光されたパターンを前記人間の上の前記隠匿スタックに投影する光源を更に備える、ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記電磁送信機と電磁受信機に接続された光ファイバーを更に備え、フェムト秒のレーザパルスが前記光ファイバーにより源から前記電磁送信機と電磁受信機に指向される、ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記源と前記電磁送信機又は電磁受信機の間に配置された補償器を更に備え、前記補償器は前記フェムト秒のレーザパルスを補償する、ことを特徴とする請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記補償器は格子シーケンス、プリズムシーケンス、グリズムシーケンス、ファイバーブラッグ格子、又は異常分散ファイバーである、ことを特徴とする請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記検出プローブに接続されたセンサを更に備え、前記センサは空間又は角度の一個以上の次元における前記検出プローブの位置座標を提供するように構成される、ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記検出プローブに接続された二次送信機を更に備え、前記二次送信機はアルファ、ベータ、エックス、又はガンマの各線を放射するように構成される、ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本システムと方法は、人間の身体上にある異常な物体を検出するための異常物検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（「ＣＴ」）画像法は、例えば荷物の中に隠匿し得る禁制品のような、様々な種類の物品の非破壊検査に採用されている。しかしながら、ＣＴシステムはエックス線を放射する。このことは、このようなシステムの傍に立つ通行人のみならず、システムの操作者に対しても健康リスクをもたらし得るのである。それ故に、一般にＣＴシステムは、操作者と通行人を電離放射線から守るためのある種の遮蔽物を備えている。
更に、ＣＴシステムはある物品の密度をその物品の形状と体積という他の特性とともに分析可能であるが、これらのシステムは分光分析的な能力を有していないので、物品の化学的な組成を分析できない。更に、エックス線は、物品の屈折率と吸収係数から帰結される光学的な特性に対してその感度は高くない。測定可能であるならば、これらの光学的性質により固有にして高コントラストな画像を生成して、物質の反射、吸収、及び散乱的性質に関して多くの事柄を明らかにすることができる。
【発明の概要】
【０００３】
異常物検出のための本システムと方法は、画像化とそれに関連するプライバシーの懸念無しに、人間の身体上にある異常な物体を検出することを意図している。検査の主要な標的領域は、セキュリティ審査以前に除去されていない帽子により覆われている頭部である。加えて、このシステムは、胸部、鼠蹊部及び臀部のような微妙な領域の検査にも使用できると期待されている。
【０００４】
本システムは、セキュリティ審査中において人間の身体上の異常物を検出することが可能な装置である。異常物とは、自然発生した身体部分でなく且つ審査過程中において除去されていない、身体の任意部分上の任意物体、と定義される。この異常物という用語は、特定の脅威(例えば、爆発物、銃器、等)を識別するというコンセプトを、脅威であり得るかもしれない身体上の異質な物体をただ単に検出することから区別するものである。
【０００５】
このシステムと方法は、人間の身体上のポイント位置を調査して、画像化の必要無しに衣料の下の物体を検出することをめざすものである。記述されるこのシステムと方法は、疑わしい場所を調査するために使用されるであろう、手で保持される部分を備えている。
【０００６】
本システムと操作方法を統御する四つの主要な指針がある：（１）本システムと方法は、プライバシーの侵害と宗教的な懸念無しに、特に頭部領域と身体の微妙な領域（鼠蹊部、臀部及び胸部領域）における、衣料の下の身体上にある異常物を検出するために設計されている；（２）本システムと方法は、唯一人の審査担当者による操作を可能にして通行人の標的審査をすることを意図している；（３）本システムと方法は小さなフットプリントを有し、これはチェックポイント以外の領域での審査用に携帯できるほど十分に小型である；及び(４)本システムと方法は異常物の「署名」を検出する、このことは検出が画像又は画像の解釈無しに遂行されることを意味する。
【０００７】
本システムはセキュリティチェックポイントに配置されるであろうと予想されるが、その装置のサイズとその手保持される装置の臍帯的な関係の柔軟性は、本システムをゲートでの抜き打ち検査又は現存する入り口との統合化のような幾つかの配置シナリオと互換性のあるものとするであろう。例えば、この装置は二次審査を遂行するために利用できるこの手保持される装置とともに、現存する入り口の最上部に配置できるであろう。
【０００８】
本システムと方法の応用は、セキュリティチェックポイント環境における衣料の検査、そして特に宗教的な帽子の検査である。その装置は携帯可能で、且つ唯一人の操作者により使用できるように設計されている。本検査は、後で定義するような脅威物を構成するかもしれない、表面下の物体の位置を特定するために遂行される。
【０００９】
本システムと方法の能力を構成する三つの主要な機能的必要要件がある：（１）身体上の又は身体から離れた衣料、そして特に宗教的な帽子、かつら、縁有り帽子、縁無し帽子、又はスカーフにより多分隠匿されている頭部における異常物を検出することー他の使用はギブスと人工補綴物における異常物を検出することであろう；（２）最小限の装置フットプリント、最小限のスタッフ、使い勝手の良さ、及びチェックポイント以外の領域での審査のための潜在的携帯性で、唯一人の審査担当者が通行人の標的審査を遂行することを可能にすること；及び(３)画像又は画像の解釈と結び付いていなくても検出を遂行すること。
【００１０】
（宗教的な帽子のような）衣料の着用者が検査の指名を受けたら、彼らは傍らに連れていかれて本システムと方法を用いて審査されるであろう。本システムと方法は公共のチェックポイント環境での使用のために設計されたが、基準電力が入手可能な任意の場所においても適切なものである。本システムは、固定した設置を必要としない。それは、必要とされるいかなる場所にも再配置され得るものである。
【００１１】
人間の上に隠匿された異常物を検出するためのシステムは、電磁送信機と電磁受信機を有する検出プローブを含み得る。該電磁送信機は電磁パルスを放射するように構成され、一方、該電磁受信機は該電磁受信機からの電磁パルスを指定された時間に波形ウィンドウ内で標本化するように構成される。該電磁パルスは、０．０４から４ＴＨｚのテラヘルツスペクトル領域に広がり得る。該システムは又、該電磁送信機と電磁受信機に接続された光ファイバーを有し得て、フェムト秒のレーザパルスが該光ファイバーにより源から該電磁送信機と電磁受信機に指向される。
【００１２】
該システムは又、該検出プローブに組み込まれ、該パルス化された電磁放射を、隠匿スタックを通過するように指向させて所定の距離で該隠匿スタックからの反射を収集する対物光学部品を含み得る。該検出プローブは、該検出プローブの外郭が該隠匿スタックの最上部と接触することなく、該人間の隠匿された皮膚の深さに合焦され得る。該送信機と受信機は、対物光学部品に対してモノスタティック反射の幾何学的形状に構成され得る。
【００１３】
該システムは又、該受信機と通信する時間領域データ取得システムを含み得る。該時間領域データ取得システムは該隠匿スタックの範囲厚みからの反射を捕捉するように構成され、該波形ウィンドウは該対物レンズの合焦に対応した反射時間を有する。
【００１４】
該人間の皮膚の上の該隠匿スタックは充分に小さな厚み、密度又は質量の衣料又は被覆物を含み得て、該時間領域データ取得システムは該隠匿スタックを異常物又は遮蔽物を含まないように決定する。該衣料又は被覆物は、天然又は合成の衣料、革、ゴム、ビニール、紙、プラスチック且つ/又は他の薄い繊維、シーツ又は織物を含み得る。
【００１５】
該隠匿スタックは、該隠匿スタック内の任意位置に配置されて異常物又は遮蔽物と同一種類の物質で構成された一個以上の干渉成分を更に有する。該時間領域データ取得システムは、該干渉物質を体積と密度又は質量のどちらかにおいて異常物と考えるべき閾値よりも小さく決定するように構成される。該隠匿スタックは該隠匿スタック内の任意レベルに置かれた一個以上の異常物を更に含み、該異常物は閾値よりも大きい厚み、横方向範囲、体積、密度、又は質量を有する物体である。
【００１６】
該時間領域データ取得システムは、該隠匿スタック内の良性物質に比較した該異常物質の電磁的性質に応じて閾値を尺度化して、該隠匿スタック内の物体が該尺度化された閾値を越えることを示す一個以上の特性を該波形が含む場合に該システムからの測定を異常物と評価することにより、異常物と考えるべき厚み、横方向範囲、体積、密度、又は質量に対する量的閾値を選択するように構成され得る。
【００１７】
該システムは又、検査領域を示すテスト下で照光されたパターンを該人間の上の該隠匿スタックに投影する光源を含み得る。
【００１８】
該システムは又、該源と該電磁送信機又は電磁受信機の間に配置された補償器を有し得て、該補償器は該パルスが該電磁送信機又は電磁受信機で充分に短いように該パルスを補償する。該補償器は、格子シーケンス、プリズムシーケンス、グリズムシーケンス、ファイバーブラッグ格子、又は異常分散ファイバーであり得る。
【００１９】
該システムは又、該検出プローブに接続されたセンサを有し得て、該センサは空間又は角度の一個以上の次元における該検出プローブの位置座標を提供するように構成される。追加的又は代替的に、該センサは該隠匿スタックから反射された該波形とは異なるモダリティで異常物を検出して、該人間の上の該隠匿スタックの略同一の領域を調査するように構成され得る。
【００２０】
該システムは又、該検出プローブに接続された二次送信機を含み得て、該二次送信機はアルファ、ベータ、エックス、又はガンマの各線を放射するように構成される。
【００２１】
人間の上の隠匿スタックの領域内の異常物を示す特性に対応する基準の時間領域反射波形を評価するための方法は、動的に位置決めされたプローブ内に配置された送信機から指向された電磁パルスで隠匿スタックを照射する段階と、該波形を該プローブ内の受信機により収集する段階と、該隠匿スタック内の反射インターフェースに対応する複数個の立上り又は立下りピークの一個の候補グループ内に該波形を分割する段階と、該候補グループ内の一個以上のピークが振幅から計算される一個以上の閾値且つ/又は該候補グループ内の一個以上のピーク間の時間における一個以上の差に量的に対応しているならば、異常物が存在しているか否かを確認する段階を含み得る。
【００２２】
該方法は、記録済み基準反射波形で該波形の畳み込みを解く段階を含み得る。該記録済み基準反射波形は、空気金属インターフェースからの単一反射であり得る。
【００２３】
該方法は、該隠匿スタックの厚みが増大するにつれ隠匿の介在からの損失を補償するための該波形の第一ピークに対する、時間における該複数個のピークの相対的な増大の関数として該複数個のピークの振幅を尺度化する段階を含み得る。該方法は、該隠匿スタックの厚みが増大するにつれ隠匿の介在からの損失を補償するための該波形の第一ピーク以後の、相対的な数の関数として該複数個のピークの振幅を尺度化する段階を含み得る。
【００２４】
該方法は、該波形の任意のピークが誤警報率を削減させるための最小又は最大時間のウィンドウの外側に来るならば、波形を評価しないという段階を含み得る。
【００２５】
該方法は、該候補グループ内の該複数個のピークをより小からより大なる時間順に配列する段階と、第一と第二ピーク間の時間における差が最小閾値を越えているか否かを確認する段階を含み得る。
【００２６】
該方法は、該候補グループ内の一個の立上りピークが最大予想反射振幅に対応する閾値を良性隠匿からして越えているならば異常物の存在を確認する段階を含み得て、追加ピークは該立上りピーク以後に存在しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、人間の身体上の異常な物体を検出するためのシステムのブロック図を示す。
【図２】図２は、人間の身体上の異常な物体を検出するための該システムの検出プローブの図を示す。
【図３】図３は、該検出プローブ上に配置され得る制御器と指示器を示す。
【図４】図４は、隠匿スタックの例示断面図を示す。
【図５】図５は、幾つかの爆発物対典型的な隠匿物質に対する有効ＴＨｚ屈折率を示す。
【図６】図６は、爆発物と一致する厚い誘電性異常物無しに隠匿スタックから回帰した例示波形を示す。
【図７】図７は、爆発物と一致する厚い誘電性異常物有りで隠匿スタックから回帰した例示波形を示す。
【図８】図８は、標本受信機動作特性曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１を参照すると、該システム１０は、電磁送信機１４と電磁受信機１６を有する検出プローブ１２を含む。該電磁送信機１４は電磁パルス１８を放射するように構成され、一方、該電磁受信機１６は該電磁受信機１４からの電磁パルス１８を指定された時間に波形ウィンドウ内で標本化するように構成される。該電磁パルス１８は、０．０４から４ＴＨｚのテラヘルツスペクトル領域に広がり得る。
【００２９】
該システムは、該検出プローブ１２に組み込まれ、該パルス化された電磁放射１８を隠匿スタック２２を通過するように指向させて所定の距離で該隠匿スタック２２からの反射１８を収集する対物光学部品２０を更に含む。該検出プローブ１２は、該検出プローブ１２の外郭が該隠匿スタック２２の最上部と接触することなく、該人間の隠匿された皮膚の深さに合焦され得る。該送信機１４と受信機１６は、対物光学部品２０に対してモノスタティック反射の幾何学的形状に構成され得る。
【００３０】
該システム１０は、該送信機１４と該受信機１６と通信する時間領域データ取得システム２４を更に含む。該時間領域データ取得システム２４は該隠匿スタック２２の範囲厚みからの反射を捕捉するように構成され、該波形ウィンドウは該対物レンズ２０の合焦に対応した反射時間を有する。
【００３１】
該システム１０は又、該電磁送信機と電磁受信機に各々接続された光ファイバー２６と２８を有し得て、フェムト秒のレーザパルスが該光ファイバー２６と２８により源３０から該電磁送信機１４と電磁受信機１６に各々指向される。該システム１０は又、該源３０と該電磁送信機１４又は電磁受信機１６の間に配置された補償器３２を有し得て、該補償器３２は該パルスが該電磁送信機又は電磁受信機で充分に短いように該パルスを補償する。該補償器３２は、格子シーケンス、プリズムシーケンス、グリズムシーケンス、ファイバーブラッグ格子、又は異常分散ファイバーであり得る。
【００３２】
該人間の皮膚の上の該隠匿スタック２２は充分に小さな厚み、密度又は質量の衣料又は被覆物を含み得て、該時間領域データ取得システムは該隠匿スタックを異常物３４又は遮蔽物３６を含まないように決定する。該衣料又は被覆物は、天然又は合成の衣料、革、ゴム、ビニール、紙、プラスチック且つ/又は他の薄い繊維、シーツ又は織物を含み得る。
【００３３】
該隠匿スタック２２は、該隠匿スタック２２内の任意位置に配置されて異常物３４又は遮蔽物３６と同一種類の物質で構成された一個以上の干渉成分３４と３６を更に有する。該時間領域データ取得システム２４は、該干渉物質を体積と密度又は質量のどちらかにおいて異常物と考えるべき閾値よりも小さく決定するように構成される。該隠匿スタック２２は該隠匿スタック２２内の任意レベルに置かれた一個以上の異常物を更に含み得て、該異常物は閾値よりも大きい厚み、横方向範囲、体積、密度、又は質量を有する物体である。
【００３４】
該時間領域データ取得システム２４は、該隠匿スタック２２内の良性物質に比較した該異常物質の電磁的性質に応じて閾値を尺度化して、該隠匿スタック２２内の物体が該尺度化された閾値を越えることを示す一個以上の特性を該波形が含む場合に該システム１０からの測定を異常物と評価することにより、異常物と考えるべき厚み、横方向範囲、体積、密度、又は質量に対する量的閾値を選択するように構成され得る。
【００３５】
該システム１０は又、検査領域を示すテスト下で照光されたパターンを該人間の上の該隠匿スタックに投影する光源３８を含み得る。
【００３６】
該システムは又、該検出プローブ１２に接続されたセンサ４０を有し得て、該センサ４０は空間又は角度の一個以上の次元における該検出プローブの位置座標を提供するように構成される。追加的又は代替的に、該センサ４０は該隠匿スタック２２から反射された該波形とは異なるモダリティで異常物を検出して、該人間の上の該隠匿スタックの略同一の領域を調査するように構成され得る。
【００３７】
該システムは又、該検出プローブに接続された二次送信機４２を含み得て、該二次送信器４２はアルファ、ベータ、エックス、又はガンマの各線を放射するように構成される。
【００３８】
該データ取得システム２４又は該データ取得システム２４と通信する分離コンピュータ４４により実行され得る該方法で、人間の上の隠匿スタック２２の領域内の異常物を示す特性に対応する基準の時間領域反射波形を評価する該方法は、動的に位置決めされたプローブ内に配置された送信機から指向された電磁パルスで隠匿スタックを照射する段階と、該波形を該プローブ内の受信機により収集する段階と、該隠匿スタック内の反射インターフェースに対応する複数個の立上り又は立下りピークの一個の候補グループ内に該波形を分割する段階と、該候補グループ内の一個以上のピークが振幅から計算される一個以上の閾値且つ/又は該候補グループ内の一個以上のピーク間の時間における一個以上の差に量的に対応しているならば、異常物が存在しているか否かを確認する段階を含み得る。
【００３９】
該方法は、記録済み基準反射波形で該波形の畳み込みを解く段階を含み得る。該記録済み基準反射波形は、空気金属インターフェースからの単一反射であり得る。
【００４０】
該方法は、該隠匿スタックの厚みが増大するにつれ隠匿の介在からの損失を補償するための該波形の第一ピークに対する、時間における該複数個のピークの相対的な増大の関数として該複数個のピークの振幅を尺度化する段階を含み得る。該方法は、該隠匿スタック２２の厚みが増大するにつれ隠匿の介在からの損失を補償するための該波形の第一ピーク以後の、相対的な数の関数として該複数個のピークの振幅を尺度化する段階を含み得る。該方法は、該波形の任意のピークが誤警報率を削減させるための最小又は最大時間のウィンドウの外側に来るならば、波形を評価しないという段階を含み得る。
【００４１】
該方法は、該候補グループ内の該複数個のピークをより小からより大なる時間順に配列する段階と、第一と第二ピーク間の時間における差が最小閾値を越えているか否かを確認する段階を含み得る。
【００４２】
該方法は、該候補グループ内の一個の立上りピークが最大予想反射振幅に対応する閾値を良性隠匿からして越えているならば異常物の存在を確認する段階を含み得て、追加ピークは該立上りピーク以後に存在しなければならない。
【００４３】
図２を参照すると、該検出プローブ１２が最終形態で示されている。該ＴＤ−ＴＨｚ異常物検出システムは、以下の図に示される、光ファイバーに結合されたＴＤ−ＴＨｚ送信機及び受信機モジュールを用いて実装され得る。
【００４４】
該検出プローブ１２は、焦点距離が略３インチの近Ｆ／１焦点光学部品を用いて構成される。該ＴＤ−ＴＨｚは受動的ではなく能動的な方法である。モノスタティックな構成では、反射されたＴＨｚパルスを同一経路上で送信し検出して、視差誤差が無いようにする。１に近いｆ数率を有する焦点光学部品は、最大信号を収集して角許容値を最大化する。該焦点距離は、レンズの開口と衣料下の被験者の皮膚間の作動距離が該焦点距離の１から１．３倍になるように、選択されるべきである。該開口が適切な作動距離にあるように、且つ放射されたＴＨｚビームが該隠匿表面と該被験者の皮膚に略垂直になるように、操作者は該検出プローブ１２を位置付けする。該プローブは該隠匿と接触するべきではない。
【００４５】
該検出プローブ１２は、以下の一個以上の場合を示す視覚指示４６を提供する：１）電力状態用の指示；（２）該システムが通行人を走査する準備ができている場合；（３）該操作者が有効な測定を得るための適切な距離にいる場合；及び(４)該システムが身体上の異常物を発見した場合の、不明瞭でない視覚的かつ音響的警報。
【００４６】
該検出プローブ１２は制御器と指示器(以下の図３の表を参照)を含み、携帯可能な制御装置に軽量の臍帯で接続されている。該制御器と指示器の構成は図解目的のみのためのものであり、最終設計においては異なり得る(例えば、該指示器はＬＥＤの受動標的誘導又はＬＣＤスクリーンの使用により実装され得る)。これらの指示器の目的は、操作者が有効な測定をするように誘導し、更に検査結果を伝達することである。製品の装置に対する該制御器を用いた厳密な該方法は、以下の記述から若干変化し得る：操作者は、該被験者上でテストされるべき場所を示す該手保持される装置を位置付けする。該手保持装置は、被験者の皮膚から略１００ミリメータ（ｍｍ）に配置されるべきである。操作者はトリガーを押して該装置を作動させ、各作動時において範囲、角度、及び信号誘導指示器が点灯する。該検出装置はテラヘルツ光のパルスを用いて、該隠匿された異常物の署名の場所を探索する。操作者は該誘導と指示器キューを用いて、被験者に対する該装置の位置を調整する。該測定が遂行されている間は、該「検出している」指示器が発光する。測定が完了された時、可聴発信音が聞こえて、該装置は該測定結果を表示する。
【表１】
0006346603.tif 000002
【００４７】
該検出プローブ１２は又、連続ベースで自己診断を遂行して、サービス又は修復が必要な何らかの条件が存在するか否かを操作者に通知し得る。
【００４８】
該検出プローブ１２の該光学システム２０は、該手保持装置の画面から略１００ｍｍの位置を検査するように最適化される。その結果、この位置が検査されている人間の頭皮から２５ｍｍ以内にあるならば、該測定は最適化されるであろう。該測定領域は略１００ｍｍである。この位置付けは、最も正確な測定を可能にするであろう。該帽子の推奨される最大厚みは７５−９０ｍｍである。
【００４９】
該システム１０を起動させる場合、この出願の該方法においては、システム１０は電源投入されて更に待機モードになる。システム１０は、ディスプレイとメニュー制御器を有するコンピュータ４４を含み得る。システム１０が待機モードにある時、操作者は該検出プローブ１２上のボタン４８を押して該装置を待機モードから覚醒させる。検出プローブ１２は使用中にデスクトップホルスターに格納され得て、該デスクトップホルスターは固定距離に反射プレートを有していて基準波形を生成する。
【００５０】
該システム１０が準備されてホルスターに保持された時、基準波形が固定距離と固定配向で金属プレート５０から収集されて、パルス振幅とパルス形状が表示される。該基準波形は波形パルス分割に使用されるであろう。システム１０は、最初に該送信機１４を遮断することにより、背景控除のための背景波形を最初に収集し得る。該基準波形は、範囲許容適正振幅、タイミング、及び帯域幅内で検査される。そうでない場合は、該可聴指示器とエラーメッセージが表示される。該可聴指示器と該ディスプレイは、該手保持装置が使用準備されたことを示して、操作者に手保持装置をディスプレイから取り除くように指示する。検出プローブ１２が所定期間内に取り除かれない場合は、該システムはディスプレイ上の警告の後でスリープモードに入る。
【００５１】
検出プローブ１２がディスプレイから取り除かれた時、ディスプレイは操作者にトリガーを押して被験者上の点を検査するように通報する。該システムにより操作者に通信される該検査過程を記述する言語、可聴指示器、及びグラフィックスの選択は、該検査過程の段階を通して操作者を誘導するために、該手保持装置を作動させて最良の結果を得るための最良の仕方で操作者を誘導するために、及び該機器を使用する場合に予期された結果を「枠組する」ために非常に重要であろう。
【００５２】
操作者は、被験者上の検査すべき一個以上の点を選択しなければならない。これらの点の選択と数は、該機器(累積ＰＯＤ，ＰＦＡ)の使用の成功にとって重要であろう。該システムにより操作者に通信される該検査過程を記述する言語、可聴指示器、及びグラフィックスの選択は、該検査過程の段階を通して操作者を誘導するために、該手保持装置を作動させて最良の結果を得るための最良の仕方で操作者を誘導するために、及び該機器を使用する場合に予期された結果を「枠組する」ために非常に重要であろう。
【００５３】
操作者は、検出プローブ１２の該センサを被験者の標的点上に位置付けてトリガーを押す。該標的上に投影される可視照光誘導３８は、該センサの該位置付けを補佐し得る。
【００５４】
該ＴＨｚ波形シーケンスは、連続的に又はタイムアウトタイマータイムアウトで収集され評価される。更に、該システム１０は操作者に以下の一連の警告又は誘導を与え得る：操作者はタイミングを最適化するように誘導される、操作者は信号レベルを最適化するように誘導される、操作者は信号が無い時は警告を与えられる、操作者はワンドが近過ぎるか又は遠過ぎる時は警告を与えられる、操作者は単一の表面反射しか無い時は警告を与えられる、結果は金属異常物が検出されたら警報をラッチする、結果は誘電体異常物が検出されたら警報をラッチする、結果はクリア署名であればクリアをラッチする。
【００５５】
該自動化されたＴＤ−ＴＨｚ反射異常物署名検出方法は、該良性隠匿及び（もし存在すれば）任意の異常物からの反射されたパルス化波形の時間領域評価に基づくものである。この方法は、爆発物の分光分析的署名の周波数領域分析に主として基づくものではない（そのような分析は、ここで説明されている該装置を増強するために追加され得るものではあるが）。爆発物の多くは実験室の条件下で得られる識別可能な透過スペクトルを有するが、人員審査の現実世界の状況はこれらのスペクトルが主要な判別式として使用されることを確実に不可能にするであろう。該時間領域方法はパルス化された超音波の非接触の電磁的類似物により似ていて、これは該隠匿の層構造と異常物を確認することを可能にする。超音波と異なり、テスト中の領域から反射した該ＴＨｚパルスのシーケンスと相対タイミングを査定することにより、この層構造は厚さと屈折率（誘電定数）により評価されることができる。該方法は署名ベースで自動化されており、ミリメータ波全体撮像素子と異なり、該被験者の有意の画像を生成しない(又は、できない)。
【００５６】
テスト中の該被験者は、Ａ）我々がこれから「良性隠匿」と呼ぶ、人間、衣料、被り物、及び普通の個人的な所持品から成る要素、及びＢ）（爆発物と金属及び非金属の武器のような）脅威となる物体か又は麻薬のような禁制品即ち不法物質である異常物、から成る。異常物審査装置の目標は、衣料又は被り物を除外する必要無しに、且つセキュリティ担当者が被験者に触る必要無しに被験者の審査を可能にすることである。異常物署名検出器は、異常物が存在する場合にはこの機器で被験者を審査するセキュリティ担当者に警報を出すべきであり、異常物が存在しない場合にはクリア信号を出すべきである。警報が出された場合には、被験者は衣料類の除外と人手による検査のような追加検査を受ける必要があろう。現実的な事柄として、Ｃ）遮蔽物として知られる第三条件が発生し得て、この遮蔽物においては該機器が干渉のためのそれ自体の測定不能性を検出する。被験者は他の手段により審査されねばならないので、遮蔽物は警報を必要とすることになる。
【００５７】
該ＴＨｚ受信機１４は、０．５と２ピコ秒(ｐｓ)間の期間を有する近単一サイクル電磁インパルスを放射する。金属から反射したこのインパルスのフーリエ変換は、ピークが略０．２５から０．５ＴＨｚの、０．０５ＴＨｚから２ＴＨｚの周波数成分を生成するであろう。該ＴＤ−ＴＨｚ方法は一定期間の時間領域波形記録を記録する。該ＴＨｚ波形の主要な分析は、周波数領域ではなく時間領域において遂行される。
【００５８】
該ＴＨｚパルスは、該開口から出発して該隠匿の第一面と交差する。更に、金属のようにＴＨｚ反射性であるか又は水のように光透過性でない、該皮膚か又は何らかの物体から最終的に反射する且つ/又はそれらに吸収されるまで、該ＴＨｚパルスは各ＴＨｚ透明誘電体層と該スタック内の物体を貫通する。該センサシステムは、該隠匿と該隠匿内の物体から反射されるＴＨｚパルスの時間領域波形記録を記録する。該記録された波形内の該反射パルスの飛行時間（ＴＯＦ）は、該隠匿と物体を分析するために使用される。より低いからより高い屈折率への物質の各遷移において、反射パルスは該受信機に帰還する。より高いからより低い屈折率への物質の各遷移において、反対符号の反射パルスは該受信機に帰還する。該反射パルス間のタイミングは、該層間の距離、層の厚さ、及び層の屈折率の関数である。
【００５９】
この方法は、時間領域反射断層撮影として知られている。これは、パルス化された超音波断層撮影の非接触の電磁的類似物と考えることができる。超音波断層撮影から用語を借りて、該波形記録は「Ａスキャン」と呼ぶことができる。該センサを横方向に動かしながらプロットした複数のＡスキャンの集合は、「Ｂスキャン」である。Ｂスキャン画像は、医学で使用される普通の横方向断面超音波図である。トップダウンの「Ｘ線」類似画像即ち「Ｃスキャン」は、該センサをグリッド上にラスター走査することにより構築できる。
【００６０】
現行の異常物検出アルゴリズムは、該Ａスキャン即ち波形を個人ベースで分析して警報を生成する。理想的には、該システム１０は、（物体を通過する該パルスのＴＯＦにより決定される）１００ｍｍの深さに対応する６４０ｐｓの波形記録を有するであろう。これは、人員により着用される大部分の隠匿をカバーするはずである。しかしながら、他のより長い又はより短い波形記録も使用され得る。
【００６１】
該主要なＴＤ−ＴＨｚ署名検出方法により検出され得る異常物の予備リストが、以下の表に示されている。施行される審査コンセプトの一つの想定要素は、異常物署名検出装置を用いた審査以前に、以下の表における究極的には多分良性であるがそうでなければ制限されている全ての物体を、(現行のチェックポイント手続きで要求されているように)通行人又は被験者が彼又は彼女自身で提示する、ということである。
【表２】
0006346603.tif 000003
【００６２】
この節のために、「一般的異常物」とは、その周囲（Δｎ＞１．５）より１．４５だけ大きい屈折率を有する任意の物体のことである。大部分の固体物質、ガラス、セラミック、プラスチック等がこの範疇に入る。これらの一般的異常物に加えて、（爆発物のような）脅威となる物質は高い検出優先度であろうと予想される。
【００６３】
該機器は一度に一つの場所で一個の隠匿された異常物をテストする。検出確率（ＰＤ）及び誤警報確率（ＰＦＡ）パーセンテージによれば、(もし存在すれば)異常物は該手保持装置により放射された異常物検出器プローブビームにより標的とされた場所に存在すると想定される。
【００６４】
以下の表は、人間の上にある典型的な隠匿と干渉物質のリストである。帽子の下におけるように異常物は隠匿され得るが、該異常物を隠匿せず且つそれ自身は異常物と分類されないであろう品物もあり得る。これらの品物を我々は干渉物質と呼ぶ。該リストは限定を意図しているのではなく、例を与えているものである。一般に、該異常物署名検出装置は、異なる隠匿スタックと異常物の統計的標本に関して平均ＰＤとＰＦＡを計算することによりテストされる。そのような統計的標本は一般人口において見出される状況を表現しているはずである。
【表３】
0006346603.tif 000004
【００６５】
異常物無しの隠匿スタック（上）と爆発物と一致する異常物有りの隠匿スタック（下）の例示断面図が、図４に示されている。該ＴＨｚパルスが、上部から照光されて内部の誘電体インターフェースから反射されている。任意の検査領域の鍵となる特性は、人間の身体がバックストップ（最終反射）を提供するということである。最小閾値を越えた特定可能なバックストップ反射無しの帰還波形は、遮蔽物を示唆するものであろう。ＴＤ−ＴＨｚ反射断層撮影のために、異常物と隠匿は、警報対クリア条件に対する署名を識別し提供するであろう幾つかの鍵となる物理的性質によりグループ分けできる。
【００６６】
異常物は、爆発物のような誘電性物質か又は金属である。誘電性異常物は、取り込まれた空気の無い、厚い固体である。例えば、シート状爆発物は典型的には１ｍｍ、３ｍｍ、又は６ｍｍの厚さを有し、且つ高いＴＨｚ屈折率≫１．５を有する。  隠匿は、より薄くて、空気が取り込まれ、且つ/又はＴＨｚ屈折率＜１．５を有する。  図５は、幾つかの爆発物対典型的な隠匿物質に対する有効ＴＨｚ屈折率を示す。
【００６７】
厚い誘電性異常物は、反射パルスのシーケンスのタイミングと極性を評価することにより該隠匿から区別可能である。厚い誘電体は、正面から反射された立上りパルス（低から高への屈折率遷移）と裏面から反射された立下りパルス（高から低への屈折率遷移）の両方を有するであろう。これらのパルス間のタイミングは、物質の厚さと屈折率に比例する。閾値タイミングは、厚い誘電性異常物（爆発物、麻薬）に対して警報を出すように設定できる。例えば、１３ｐｓの警報閾値は、厚さ＞１ｍｍ且つ屈折率＞１．８の層に対応するであろう。隠匿層例えば衣料は、より低い有効屈折率と厚さを有し、(もし該隠匿層がそもそも立下りパルスを有するならば)この閾値以下のパルスタイミングを呈するであろう。衣料層は該ＴＨｚ波長よりも薄い繊維から成るかもしれないので、該立下りパルスを呈さないかもしれない。金属異常物は、該皮膚バックストップよりも遥かに強くＴＨｚパルスを反射するであろう。金属は、皮膚に対して予想されるよりも大きな振幅閾値を設定することにより警報を出されることができる。
【００６８】
爆発物と一致する厚い誘電性異常物無しの隠匿スタックから帰還した波形例が、図６に示されている。この例示波形は、図４の上部の「クリア」スタック構造に対応している。この波形は左から右へ解釈される。第一（立上り）パルスは、綿衣料の幾つかの層からの中の第一面反射である。幾つかの立上りパルスが、その間隔≪警報に対する厚い誘電性閾値時間を維持しつつ追随している。加えて、存在する厚い誘電体と一致する立下りパルスは、該波形の中には無い。最終パルスは、皮膚面からの立上りパルスである。このタイプの波形は、「クリア」又は「警報無し」と解釈できる。
【００６９】
爆発物と一致する厚い誘電性異常物有りの隠匿スタックから帰還した波形例が、図７に示されている。この例示波形は、図４の上部の「警報」スタック構造に対応している。この波形は左から右へ解釈される。第一（立上り）パルスは、綿衣料の幾つかの層からの中の第一面反射である。幾つかの立上りパルスが、その間隔≪警報に対する厚い誘電性閾値時間を維持しつつ追随している。これは、立上りパルスと更に略８０ｐｓだけ離れた立下りパルスにより追随されており、この略８０ｐｓは警報に対する厚い誘電性閾値時間より遥かに大きい。最終パルスは、皮膚面からの立上りパルスである。このタイプの波形は、「警報」と解釈できる。
【００７０】
該システム１０は該波形ストリームを評価するが、これらの各波形が明白に立上り又は立下りであるわけではない。実際、幾つかのものは不確定と判断された方が良いであろう。波形が立上り又は立下りと判断された場合には、該異常物検出器はこの検出決定を直ちに操作者に報告する（立上り又は立下りをラッチする）。波形が不確定である場合には、該検出アルゴリズムは現在評価されている波形に関する決定をせず、検査シーケンスにおける次の波形を評価する。その検査時間はタイムアウト以前のある固定期間を有するであろう。該検出アルゴリズムによる波形シーケンスの評価は、その時「不確定」に落着し得る。
【００７１】
不確定波形は以下の場合を含み得る：１）センサがいかなる反射も捕捉できないほどテストされる場所から過度に遠方に位置されているわけではない場合の波形；（２）反射パルスが評価のための最小振幅を満足しない場合の波形；（３）バックストップ反射(頭部)が決定できない場合の波形；（４）該バックストップ以後に不充分な時間しかなくて該隠匿の全層が捕捉されるという確信を持てない場合の波形；（５）該第一反射以前に不充分な時間しかなくて該隠匿の全層が捕捉されるという確信を持てない場合の波形；（６）立上りの閾値を満足せず同時に立下りの閾値を満足しない波形；（７）他の状況。
【００７２】
実際には該第三状態「不確定」は単に一時的なものに過ぎず、該機器か又は操作者により「二値の」立上り/警報又は立下り/クリアの最終結果に解消されるであろう。
【表４】
0006346603.tif 000005
【００７３】
上記の表は、操作者はシーケンスの終了時に常に再試行でき、且つ操作者は検査中に有効な立上り又は立下りをある時点で取得する、ということを想定している。検査は本当には「不確定」には決して落着しないので、ＰＤとＰＦＡはラッチ時に通常計算される。
【００７４】
該波形が評価された場合、操作者はセンサをより近くか又はより遠くに再位置付けするように誘導され得る、又は、反射された特性振幅を示す指示器音により誘導され得る。
【００７５】
シーケンスにおける波形の評価は、条件確率の問題を導入する。該閾値はかなり低く調整され得て、操作者が最良の反射振幅と位置付けを実現する位置に該手保持装置を操舵する以前に立上り又は立下りをラッチする。
【００７６】
該検出アルゴリズムは、（単一波形のラッチングに加えた又はその代わりの）ラッチング以前に一連の波形閾値の重み付け平均を見ることもできよう。これは、より良い結果をもたらし得る。該真理表は上記と同一と思われ、検出アルゴリズムは、ある閾値に対しても平均化されテストされる過去の結果の「記憶」又は「履歴」を持つ必要がある。
【００７７】
図８は、標本受信機動作特性（ＲＯＣ）曲線を示す。該ＲＯＣ曲線は、ある標本集合、機器、及び検出アルゴリズムを与えた場合のＰＤ対ＰＦＡにおけるトレードオフを示すグラフである。与えられている標本は、信号＋ノイズのガウス分布とノイズのガウス分布を備えたＲＭＳソナー信号の単純な閾値処理のためのものである。該ノイズと信号の両方は測定毎に変わるので、そのＳＮＲは測定毎に異なる。検出率「ｄ」は、これら二つのガウス分布の重なり合いの尺度である。中心の対角線「ｄ-＝０」は、二つのガウス分布が等価(常にＳＮＲ＝０)である場合である。この場合には、該閾値は検出（立上り）又はクリア（立下り）とＰＤ＝ＰＦＡの「チャンス」を決定する。該ＲＯＣ曲線の査定は、検出システムの（動作）状態はＰＤ＞ＰＦＡのチャンス（の場合）より良好であることを示している。
【００７８】
該検出アルゴリズムが波形シーケンスの評価を「不確定」結果で終了した場合には、幾つかの選択肢が存在する。これらの選択肢は操作者か又はソフトウェアで選択され得る。
【００７９】
再試行は、時間的拘束により許されないかもしれない。一般に、ＣＯＮＯＰＳは決定的な結果を必要とする。この点で操作者か又は機器は、「二値」結果を続行して立上り/警報又は立下り/クリアのどちらかの報告を選択しなければならない。
【００８０】
フェイルセーフ＝最終結果で不確定は立上り/警報になる。検出確率と偽警報確率に追加せよ。
【００８１】
フェイルデッドリー＝最終結果で不確定は立下り/クリアになる。検出確率と偽警報確率から差し引く。
【００８２】
フェイルチャンス＝最終結果で不確定は立上り/警報になる（５０％のチャンス）。検出確率から差し引き、偽警報確率に追加する。
【表５】
0006346603.tif 000006
【表６】
0006346603.tif 000007
【表７】
0006346603.tif 000008
【００８３】
該選択は、該選択から結果として得られるＰＤとＰＦＡに基づいて評価され得る。提案されている経験則は、不確定な結果を結論する確率は所望のＰＦＡより遥かに小さいはずである、又は、フェイルセーフの使用はＰＦＡを許容値から外すであろう、又はフェイルデッドリーの使用は逆にＰＤを許容値から外すであろう、ということである。目標とするＰＦＡの実現は所望のＰＤの実現より困難であろうと想定される。
【００８４】
フェイルセーフの選択は、ＰＦＡを犠牲にしてＰＤを増大させるであろう。もしフェイルセーフを常に選択すれば、ＰＤとＰＦＡの両方が該指定された目標値を満足して、フェイルセーフが常に最良の選択であるように思えるかもしれない。しかしながら、未熟な操作者や設定された不適格な標本は＊遥かに＊高い、極端な場合チャンスよりも悪いＰＦＡをもたらし得て、これは特異な結果と解釈されてしまうであろう、ということに注意せよ。いずれにせよ、不確定な結果を結論する確率は該目標とするＰＦＡを越えてはならない、ということに注意すべきである。
【００８５】
フェイルデッドリーの選択は、ＰＤを犠牲にしてＰＦＡを減少させるであろう。フェイルデッドリーの選択も又、特異な結果を有する。ＰＤは該指定された目標値を越えるがＰＦＡは該指定された目標値を満足しないと仮定すると、ラッチされた立上り/立下り決定に対する「不確定な終了結果」の比率はそれほど大きくはない。次に、「不確定」を終了させた標本によるテストの部分集合での入力立上り対入力立下りの比率を考える。この比率が小さい場合には、該検出アルゴリズムはフェイルデッドリーを常に選択して、ＰＤを過度に損することなくＰＦＡを改善できよう。しかしながら今一度、未熟な操作者や設定された不適格な標本は＊遥かに＊低い、極端な場合チャンスよりも悪いＰＤをもたらし得て、これは特異な結果とされるであろう、ということに注意すべきである。
【００８６】
５０％５０％のチャンスで失敗して不確定な結果を呼び込むという選択は、統計的に最も「中立的」なものである。未熟な操作者や設定された不適格な標本は、予想され得ることであるが、該「チャンス」「ＲＯＣ」曲線上の５０％５０％の近傍点を結論するであろう。他のチャンス比率が選ばれ得て、そのすべてが結果を極端な状況で「チャンス」曲線の近傍又はその上に偏らせるであろう（フェイルセーフとフェイルデッドリーは技術的に該チャンス曲線上にもある、ということに注意すべきである）。
【００８７】
幾つかの「不確定な」結果のために該手保持検査が不正確に遂行された又は該標本が不適格であったという明確な基準に基づき、「測定失敗/再試行」結果を操作者に提示することは排除されるものではない、ということに注意せよ。すると操作者は、該結果（立上り閾値も立下り閾値も満足しない高品質波形のシーケンスは、依然として失敗した「チャンス又は失敗したデッドリー」であろう）を分類する方法を決定しなければならない。理想的には、すべての「測定失敗/再試行」結果は有効なテストから除外されて、ＰＤとＰＦＡに追加されたりこれらから差し引かれたりはしないであろう。操作者がテストを再試行する充分な時間を有する場合には、このことが実状となる。二次審査に進むべきか否かを決定するという必要性は、顧客「フェイルセーフ」基準を動機付け得るものである。顧客処理では、この場合ＰＤを適切に信用すべきであり、ＰＦＡは非常に未熟な操作者に対して該５０％だけ大きくあり得るということが意識されるべきである。
【００８８】
単一点及び単一送受信機からの該ＴＤ−ＴＨｚデータは、この本方式において解釈される。この限定により、多重センサ、動センサ、多重領域、センサフュージョン、且つ/又は該検出器への他の論理な改良への本方式の拡張が排除されるべきではない。
【００８９】
唯一の静的構造を定格的に表現する被験者上の一意的な領域は、該手保持装置の分散と無関係に該ＴＤ−ＴＨｚビームと相互作用する。この単一の静的構造は、異常物を含むかもしれないし又含まないかもしれない。この一意的な領域が異常物を含まない場合は、それは「クリア」である。該方法は、該センサが若干横方向に移動された時の該相互作用領域の若干の変化に対して耐性を有するべきである。
【００９０】
反射されたＴＤ−ＴＨｚ波形のタイミング、振幅、及び形状の該センサによる変化は、テスト中の該意図する単一点領域に対する角度と距離において取得される。該アルゴリズム開発における一つの挑戦は、手保持装置の分散を被る測定シーケンスを解釈する場合に偽警報の充分に低い確率を維持しながら警報の充分に高い確率を実現することである。
【００９１】
該手保持センサの角度と位置が該手保持分散を最小化する状況。該理想測定条件は、曖昧ではない異常物署名又は曖昧ではないクリア署名のいずれかを含む波形（又は波形集団）を収集するための最良のチャンスを有する最適構成を表現するものである。テスト中の該単一点領域が該理想測定条件下においてさえ該曖昧ではない署名をもたらさない場合にも、且つ/又は該手保持分散が厳しい場合にも最良の結果を出力する自動解釈アルゴリズムの枠組みを開発するために相当の努力が払われてきた。
【００９２】
該手保持センサは、テスト中の該単一点領域から限定された期間中に、該ＴＤ−ＴＨｚ波形のシーケンスを収集する。該自動解釈アルゴリズムは、該ＴＤ−ＴＨｚ波形のこの有限なシーケンスから最終警報状態を生成して報告しなければならない。該測定期間は、操作者によりトリガーされた時に開始され、操作者によりスイッチを切られるか又はそれがタイムアウトした時に終了する。厳密な該測定期間が指定されるが、かなり短い（２０秒以下）と予想される。該理想測定条件を(願わしくは)含む該有限の測定期間中に、操作者が角度と距離のある範囲を通して該センサを移動させる該過程。このアルゴリズムの枠組みは操作者の便宜を図るように設計されて、彼又は彼女に該センサを被験者のより近く又はより遠くに移動させるように指示するか又は該基本アルゴリズムへの追加として該角度を変えるように指示するフイードバックにより操作者は誘導される。しかしながらより即刻的には、該有限の測定期間中に該曖昧ではない署名が評価されて該警報状態が「警報-異常物」又は「クリア」をラッチした場合には操作者が即刻のフイードバックを得られるように該枠組みは設計される。
【００９３】
評価の無視可能な遅延時間：各ＴＤ−ＴＨｚ波形がシーケンスにおいて評価される場合、該曖昧ではない警報又はクリア署名を認識することが可能になるや否や、該警報状態は「警報-異常物」又は「クリア」を(理想的にはわずか「一つ遅れの」)無視可能な遅延時間でラッチすべきである。これにより、操作者は手保持最適化動作を展開することが可能になり、（偽警報の確率を究極的には増大させる「警報タイムアウト状態」へのタイミングアウトよりむしろ）曖昧ではない回答をもたらすであろう被験者とセンサに、理想的な距離と方向を相関させることが可能になる。これにより又、該アルゴリズムを容易に拡張して該センサがテスト中の該多重領域上で「乗り回される」ことを可能にする下地が作られる。
【００９４】
ＴＤ−ＴＨｚ波形のシーケンス：該有限の測定期間中に収集されたＴＤ−ＴＨｚ波形の時間順序系列。該ＴＤ−ＴＨｚ機器は、(期待される)１００Ｈｚ又は１ＫＨｚの波形反復率の自走走査光学遅延ラインを用いて、該波形シーケンスを収集する。該警報状態は、シーケンス内の単一波形から即刻的に且つ/又は波形集団から累積的又は集合的に解釈される。
【００９５】
ＴＤ−ＴＨｚ波形：テスト中の該単一点領域から反射された電場対時間を測定する一組の順序対から成るデータの単一ＴＤ−ＴＨｚ点。典型的な波形ウィンドウ期間は、(反射率に応じた)反射構造の略０．５、２、及び４インチを表現する８０、３２０、及び６４０ｐｓである。該波形はバイポーラパルス系列から成り、各バイポーラパルスは関心のある該単一点領域の上か又は内の表面且つ/又はインターフェースからの反射による。この反射パルスのタイミングは、該ＴＨｚビームがテスト中の該単一点領域内に進行する時の該インターフェースの深さの変位に比例する。
【００９６】
異常物条件：テスト中の該単一点領域内に異常物が物理的に存在しているという状況。異常物条件は異常物署名に対応していることが望ましい。
【００９７】
クリア条件：テスト中の該単一点領域内に異常物が物理的に存在していないという状況。
【００９８】
署名：即刻の単一波形か又は累積的な波形集団に関する異常物又はクリア条件の一方を表現する特徴。本方式において、該署名は「署名閾値表」に対する「特徴決定パラメータ行列」の比較により認識される。
【００９９】
異常物署名：異常物条件に対する署名が該ＴＤ−ＴＨｚ波形シーケンス内に曖昧にではなく存在しているという状況。該自動解釈アルゴリズムプロセスは「警報-異常物」に対して該(最終)警報状態をラッチすべきである。任意の有限な測定期間において該異常物署名が現実に異常物条件に対応しているならば、真の検出が結果して検出の確率を増大させるはずである。逆に、該クリア条件が存在するならば、偽警報が偽警報の確率を増大させる。
【０１００】
条件異常物署名：異常物条件署名が、該「警報-異常物」最終警報状態に対する即刻のラッチを生起せず該測定過程を停止しない低閾値を満足しているという状況。条件状態は該波形の「品質」が悪い、即ち該操作が該理想測定条件からほど遠いように思われて該波形の「品質」の改善が期待される、という状況を予想する。
【０１０１】
クリア署名：クリア条件に対する署名が該ＴＤ−ＴＨｚ波形シーケンス内に曖昧にではなく存在しているという状況。該自動解釈アルゴリズムプロセスは「クリア」に対して該(最終)警報状態をラッチすべきである。任意の有限な測定期間において該クリア署名が現実にクリア条件に対応しているならば、真のクリアが結果して偽警報の確率を減少させるはずである。逆に、異常物条件が存在するならば、偽立下りが結果して偽立下りの確率を増大させる。
【０１０２】
条件クリア署名：異常物条件署名が、該「警報-異常物」最終警報状態に対する即刻のラッチを生起せず該測定過程を停止しない低閾値を満足しているという状況。条件状態は該波形の「品質」が悪い、即ち該操作が該理想測定条件からほど遠いように思われて該波形の「品質」の改善が期待される、という状況を予想する。
【０１０３】
遮蔽物条件：テスト中の該単一点領域が、該理想測定条件下においてさえ該反射されたＴＨｚ波形において曖昧ではない異常物署名又はクリア署名を物理的に妨害しているという状況。該遮蔽物条件は存在する又は存在しないかもしれない追加的な状況であるが、テスト中の各単一点が異常物条件又はクリア条件のいずれかとして分類されねばならない。
【０１０４】
不確定署名：（該理想測定条件下においてさえも）異常物署名又はクリア署名の欠如として定義される。任意の有限の測定期間中に収集された該波形シーケンスからの波形又は波形集団の多くは、曖昧ではない異常物署名又はクリア署名のいずれかを有すると判断され得ないかもしれない。この理由は、該手保持測定過程が動的で操作者の技量に依存し、手保持分散が存在し得、更に該遮蔽物条件が曖昧ではない署名が該理想測定条件下においてさえ評価されることを妨害し得るからである。
【表８】
0006346603.tif 000009
【０１０５】
遮蔽物条件：単一点非画像化モードＴＤ−ＴＨｚ反射センサが衣料の下の人間の身体上に隠された爆発物を検出できるという状況。しかしながら、他のチェックポイント方法を用いた場合のように、広範囲の人口標本において生ずる（意図的又はそれ以外の）可能な隠匿、遮蔽物、且つ/又は異常物構成の範囲は、ＰＦＡを増大し（ＰＤを一定にするであろう）歪曲された又は曖昧な署名を処理するように調整された、該ＴＤ−ＴＨｚ検出アルゴリズム用の閾値を必要とし得る。我々は、曖昧な測定を明晰にする補助になる追加情報を提供するであろう幾つかの多重センサ方法の査定を記載する。上記の行列においては、歪曲された又は曖昧なＴＤ−ＴＨｚ波形をもたらし得る該特定の隠匿/異常物/遮蔽物状況の幾つかと、これらの状況に対処し得る手法が考慮されている。（金属又は水遮蔽物を用いた）該ＴＤ−ＴＨｚ検査から爆発物又は武器を隠匿する意図的な試みは、大抵の場合に警報をトリガーする効果のある（該センサはそのような遮蔽物条件に警報を発するはずである）異常物を自ら発現するであろう。
【０１０６】
これらの手法のすべては、必ずしもセキュリティ応用ではないが、非破壊評価（ＮＤＥ）として良く知られている。一般に、単独の脅威物探知方法として使用された場合、これらの手法は変化する適合性と可能な貧弱な性能を有するであろう。しかしながら、記載されていることは、これらの手法をＴＤ−ＴＨｚの該特徴と結び付ける方法は該センサの近傍に関する追加の詳細情報を与えるであろう、ということである。
【０１０７】
該テラヘルツ結果が曖昧な場合、これらの安価なセンサは該結果の一貫性を二重チェックするために使用されるであろう。このように、多重センサワンドの能力は最小のコスト増加でより良いＰＯＤをもたらすであろう。
【表９】
0006346603.tif 000010
【０１０８】
遮蔽物条件：上記のセンサ１乃至４は、該主要な自動化ＴＤ−ＴＨｚ異常物検出アルゴリズムと組み合わせ得るものである。一個以上のセンサが、該ＴＤ−ＴＨｚセンサベースラインと共に使用し得る。これらのセンサは、広範囲の様々な人員審査条件において該自動化アルゴリズムが変更されて、該主要なＴＤ−ＴＨｚセンサのみの場合と比較してＰＤとＰＦＡが改善されることを可能にする。一般に、偽警報の許容し得る確率（調整されたアルゴリズム閾値としてＰＤ対ＰＦＡをプロットすることは、受信機動作特性即ちＲＯＣとして知られている）に対して、最良の検出確率を得ることが望ましい。より多くのセンサ入力が、一般に該機器のＲＯＣが調整されて同一のＰＦＡに対してより良いＰＤを実現することを可能にする。加えて、潜在的な警報（異常物）分布が増大して良性のバックグラウンドが変化するにつれて、ＲＯＣは一般に悪化する。これは、異常物検出器の動作コンセプトが被り物の検査を越えて身体のすべての領域且つ/又は被り物をしていない人間に拡大されるにつれて、発生し得ることである。多重センサは、この状況のＲＯＣを改善することができる。
【０１０９】
電場を通さない異常物の背後で脅威物を審査するという検出問題に対する一つの手法は、画面の端部を探索することである。これは練習を積んだ操作者により注意深くなされ得るものであり、該操作者は手保持スキャナーをゆっくりと動かしながら該ＴＤ−ＴＨｚ検出の痕跡を注意深く監視する。しかしながら該手保持スキャナー上のある種の位置検出機器は、この手動作により走査領域の小地図を構成することを可能にするので、この探索過程の助けになるであろう。ＭＥＭＳ加速計とジャイロスコープは、該手保持スキャナーの位置を測定してこの小地図を作ることに使用され得る。
【０１１０】
本発明は特定の例示的な実施例に関連して説明されてきたが、特許請求の範囲で開示されている本発明のより広範な範囲から逸脱することなく、様々な変更と変化がこれらの実施例に対してためされ得ることは明白であろう。従って、本明細書と図面は限定的なよりもむしろ例証的な意味において評価されるべきである。
【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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【図７】
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【図８】
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