[發明專利]基于太赫茲頻段的物品特征提取方法和裝置

在審

• 申請號: 201410432472.4
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104266993A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 孫金海;蔡禾;張少華
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11466
• 代理人: 林月俊;黃啟行

技術領域

本發明涉及光譜領域，尤其涉及一種基于太赫茲頻段的物品特征提取方法和裝置。

背景技術

目前，對違禁物品的檢測已經廣泛地應用在機場、海關、車站、港口、核電站、政府機關、郵檢中心、法院、大使館等場所，用以檢測出人員隨身攜帶、或者行李中的違禁物品，從而保障安全。

現有的一種違禁物品檢測方法為：利用X光照射被測物，根據X光透射的原理，顯示出被測物的形狀輪廓，并對不同密度的被測物分別以不同的顏色進行顯示，例如有機物顯示為橙色，無機物顯示為藍色，混合物顯示為綠色。檢測人員根據現有的違禁物品檢測裝置顯示的形狀輪廓和顏色，可以較為容易地識別出槍支、刀具等金屬類的違禁物品；但是對于化學類的違禁物品(例如炸藥、毒品)，該違禁物品的形狀通常很難預測，顯示的顏色又通常與日用品顯示的顏色相同或相近，因此不容易識別出化學類的違禁物品。

現有的另一種違禁物品檢測方法為：利用X光照射被測物，根據康普頓散射原理，顯示出被測物的形狀輪廓，并以不同的灰度分別顯示低原子序數、高原子序數的被測物。檢測人員根據現有的違禁物品檢測裝置顯示的形狀輪廓和灰度，可以較為容易地識別出槍支、刀具等金屬類的違禁物品。但是對于化學類的違禁物品(例如炸藥、毒品)，該違禁物品的形狀通常很難預測；事實上，無論是違禁物品還是日用品都可以只包含低原子序數的成分、只包含高原子序數的成分，或者既包含低原子序數的成分又包含高原子序數的成分；導致該違禁物品顯示的灰度通常與日用品顯示的灰度相同或相近；造成檢測人員根據該違禁物品檢測方法不容易識別出化學類的違禁物品。

本發明的發明人發現，不同的物品在太赫茲(Thz)頻段的電磁波(本文中簡稱為太赫茲波)的照射下，具有不同的光學特征；太赫茲波的波長在30μm-3mm之間，在電磁波譜中介于微波與紅外光波之間，屬于遠紅外波段。較為準確地確定出待測的物品、以及各種違禁物品的樣品基于太赫茲頻段的光學特征，根據確定出的光學特征有助于更為準確地判斷出待測的物品是否為違禁物品。

因此，有必要提供一種基于太赫茲頻段的物品特征提取方法和裝置，以較為準確地確定出待測的物品、各種違禁物品基于太赫茲頻段的光學特征，有助于更為準確地判斷出待測的物品是否為違禁物品。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷，本發明實施例提供了一種基于太赫茲頻段的物品特征提取方法和裝置，有助于更為準確地判斷出待測的物品是否為違禁物品。

本發明實施例提供了一種基于太赫茲頻段的物品特征提取方法，包括：

將待測的物品放置于太赫茲光路中，測量其太赫茲時域波形數據；

對得到的太赫茲時域波形數據進行快速傅里葉變換，得到所述物品的太赫茲頻域波形數據；

根據所述物品的太赫茲頻域波形數據以及參考太赫茲頻域波形數據，計算出所述物品的吸收譜數據作為提取出的所述物品的特征數據；

其中，所述參考太赫茲頻域波形數據是預先計算得到的：在所述太赫茲光路中，測量沒有所述待測物品的情況下的太赫茲時域波形數據，作為參考太赫茲時域波形數據；將所述參考太赫茲時域波形數據進行快速傅里葉變換，得到所述參考太赫茲頻域波形數據。

較佳地，所述根據所述物品的太赫茲頻域波形數據以及參考太赫茲頻域波形數據，計算出所述物品的吸收譜數據，具體包括：

針對所述物品的太赫茲頻域波形數據中的每個頻點，根據所述物品的太赫茲頻域波形數據、以及參考太赫茲頻域波形數據在該頻點的fft幅值，計算所述物品在該頻點的吸收系數；

由計算得到的所述物品在各頻點的吸收系數組成所述物品的吸收譜數據。

較佳地，所述根據所述物品的太赫茲頻域波形數據、以及參考太赫茲頻域波形數據在該頻點的fft幅值，計算所述物品在該頻點的吸收系數，具體為：

根據如下公式7，計算所述物品在該頻點ω的吸收系數α(ω)：