全球范围的恐怖主义、暴力犯罪活动频发,给人民生活带来巨大威胁。为预防该类暴、恐事件,提高公众场所的安检能力尤为重要。毫米波成像技术对衣物穿透能力强、成像分辨率较高,在辐射安全防护上更有优势,适用于人体安检。其中毫米波主动、被动成像图像各有优缺点,本文将信息融合概念引入毫米波主被动成像系统中。本文研究主动毫米波成像算法、图像预处理以及数据融合方法等。主要研究内容包括以下三个方面:首先,推导了基于球面波展开的二维平面全息算法以及基于角谱理论的二维平面精确全息重建算法。采用精确全息重建算法编程,仿真验证方位向分辨率,确定最佳采样平面范围。基于先验波束和成像距离,观察复反射率为1的目标线对模型在极窄波束、普通波束、超宽波束下的衍射全息图及反演重建图。优化了全息仿真中的天线波束,主瓣宽度从窄波束的8.8°变至宽波束的57.0°,有效地提高了重建图像质量。另外采用MATLAB和FEKO软件联合仿真建立PEC金属条,单发单收模式下,发射天线为宽波束半波振子的重建效果优于窄波束喇叭天线,重建数据最小相对误差低至6%。第二,探讨了图像的预处理方法,包括滤波、图像增强和边缘检测等。将形态学滤波应用于图像处理中,并探讨了图像灰度变化、直方图修正化等方法,取得较佳效果。采用图像梯度、Prewitt算子、Canny算子对毫米波图像进行预处理。Prewitt算子可以有效识别关键目标,探测人体是否携带隐匿物,成功率达到75%。第三,将信息融合概念引入毫米波成像系统,可见光摄像头、毫米波辐射计、毫米波主动雷达作为多源传感器,提出毫米波主被动复合成像系统的硬件融合框图、基于决策级融合的软件融合框图。重点研究像素级融合。采用主观评价、客观指标如信息熵、清晰度对融合图像定量分析。小波变换仿真采用两幅已配准的多聚焦灰度图像进行融合,IHS变换仿真实现了高分辨率的彩色图像的合成。信息熵和清晰度有效提高,最大提高率达到了31.9%,得出融合图像优于源图像的结论。为多源毫米波成像系统中图像的像素级融合奠定基础。综上,本文关于主动毫米波精确全息重建算法、图像预处理以及数据融合方面的研究,为毫米波成像系统应用于人体安检提供了基础理论支持。