[發明專利]一種基于主動式太赫茲安檢方法

在審

• 申請號: 201810654764.0
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN109001834A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 張凱歌;龔亞樵;趙廣州;李世龍;王虎
• 申請（專利權）人: 天和防務技術（北京）有限公司
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 康凱

1.一種基于主動式太赫茲安檢方法，其特征在于，該方法如下：

構建危險品數據庫：一方面搜集國家安檢部門規定的危險物品；另一方面搜集采用主動式太赫茲設備對人體攜帶的危險物品；對采用主動式太赫茲設備對人體攜帶的危險物品進行提取光譜信息特征并進行歸一化；將上述危險物品標記為正樣本，并添加常見的人體攜帶的安全物品和非危險物品作為負樣本；將標記好的正樣本和負樣本添加至危險品數據庫中；

將上述正樣本和負樣本采用機器學習算法或深度學習算法進行訓練，得到檢測危險物品的分類器；

危險品檢測：采用被動式太赫茲安檢儀采集人體太赫茲圖像，獲得人體區域，對定位的人體區域進行目標檢測和定位，獲取人體攜帶的危險物品的位置和大小，對危險物品進行主動式太赫茲進行光譜分析，提取人體攜帶危險物品的光譜信息特征，通過分類器對光譜信息特征進行識別判斷，若識別出該物品為危險物品，則將該危險物品的光譜特征加入至危險品數據庫，并進行報警處理。

2.根據權利要求1所述的一種基于主動式太赫茲安檢方法，其特征在于，所述的危險品檢測中提取光譜信息特征的方法如下：

首先測得太赫茲通過自由空間時產生的與時間相關的量脈沖；

太赫茲穿過待測危險物品后，觀察其與時間相關的函數a為伸縮因子，b為平移因子；將前后測得的關于時間的函數進行傅里葉變換，，得到光譜信息參考光譜和信號光譜

從而，

其中，α為待測樣品的吸光系數，d為樣品厚度，n為危險樣品的折射率，ω為角頻率，c是光在真空的速度，κ為消光系數；

根據傅里葉變換知識，可以得出測量中所使用的太赫茲波可以看成是不同頻率分量的疊加，其中每一個頻率分量表示為

其中，k＝ω/c為電磁波波數；φ₀初始相位，z為空間位置；

在投射光譜中，透過危險物品之后的太赫茲波電場為：

其中，和為太赫茲電場通過待測危險物品的雙界面的透過率，其中a＝kκ；

待測危險物品的吸收率為：

其中I₀為初始太赫茲波的功率，I_s為通過待測危險物品的功率，m為待測危險物品質量；a為單位質量的吸收率。

3.根據權利要求2所述的一種基于主動式太赫茲安檢方法，其特征在于，所述的歸一化的方法如下：

對數據進行標準化處理：

式中是x_j的樣本均值；s_j是x_j的樣本標準差；標準化處理后的矩陣為X；

計算標準化數據矩陣的協方差V，V是X的相關系數矩陣；

求V的前m個特征值λ₁≥λ₂≥…≥λ_m，以及對應的特征向量a₁,a₁,…a_m；

求第h主成分其中a_hj是a_h第j個分量；即，主成分F_h是原變量x₁x₂....x_p的線性組合，組合系數為a_hj。