基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立方法和裝置，所述方法包括：針對每種違禁物品，提取該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品基于太赫茲頻段的特征數(shù)據(jù)：將該標(biāo)準(zhǔn)品放置于太赫茲光路中，測量該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)后，進(jìn)行快速傅里葉變換，得到該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)；根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)以及預(yù)先算得的參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)，計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)，并從中確定出特征峰數(shù)據(jù)后作為該標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)；將各種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)存儲到標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫中。本發(fā)明的技術(shù)方案中，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與被測物的吸收譜數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，有利于更為準(zhǔn)確地判斷出被測物是否為違禁物品。
【專利說明】基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光譜領(lǐng)域，尤其涉及一種基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立方 法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，對違禁物品的檢測已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)場、海關(guān)、車站、港口、核電站、政府 機(jī)關(guān)、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。
[0003] 現(xiàn)有的一種違禁物品檢測方法為：利用X光照射被測物，根據(jù)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(jìn)行顯示，例如有機(jī)物 顯示為橙色，無機(jī)物顯示為藍(lán)色，混合物顯示為綠色。檢測人員根據(jù)該基于太赫茲頻段的標(biāo) 準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立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(xué)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(yù)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(xué)類 的違禁物品。
[0004] 現(xiàn)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(jù)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(shù)、高原子序數(shù)的被測物。檢 測人員根據(jù)該基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立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(xué)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(yù)測；事實(shí)上，無論是違禁物品還是日用品都可以 只包含低原子序數(shù)的成分、只包含高原子序數(shù)的成分，或者既包含低原子序數(shù)的成分又包 含高原子序數(shù)的成分；導(dǎo)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(jù)該違禁物品檢測方法不容易識別出化學(xué)類的違禁物品。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在同一太赫茲光路中，不同的違禁物品對太赫茲（Thz) 頻段的電磁波（本文中簡稱為太赫茲波）具有不同的吸收特征；太赫茲波的波長在 30 ii m-3mm之間，在電磁波譜中介于微波與紅外光波之間，屬于遠(yuǎn)紅外波段。將被測物對太 赫茲波的吸收數(shù)據(jù)，與各種違禁物品對太赫茲波的吸收特征進(jìn)行比較，可以更為準(zhǔn)確地判 斷出被測物是否為違禁物品。
[0006] 然而，在實(shí)際操作中，很難為每個(gè)太赫茲光路都配備一套包含各種違禁物品的標(biāo) 準(zhǔn)品；即使一個(gè)太赫茲光路配備有成套的各種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品，但是設(shè)置在各應(yīng)用場所 的太赫茲光路所配的判斷裝置的功能有限，該判斷裝置自動識別出的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品對太赫茲 波的吸收特征尚不完全準(zhǔn)確（甚至不具備識別標(biāo)準(zhǔn)品對太赫茲波的吸收特征的功能），影 響了判斷被測物是否為違禁物品的準(zhǔn)確性。此外，太赫茲光路及其識別裝置每判斷一個(gè)被 測物，通常需要測試一整套違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品作為對比，效率過于低下。
[0007] 因此，有必要提供一種基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立方法和裝置，以 更為準(zhǔn)確地確定出各種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品對太赫茲波的吸收特征，從而更為準(zhǔn)確地判斷出 被測物是否為違禁物品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于太赫茲頻段的物品 特征數(shù)據(jù)庫建立方法和裝置，以更為準(zhǔn)確地確定出各種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品對太赫茲波的吸 收特征，從而更為準(zhǔn)確地判斷出被測物是否為違禁物品。
[0009] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立方法，包括：
[0010] 針對每種違禁物品，提取該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品基于太赫茲頻段的特征數(shù)據(jù)：
[0011] 將該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品放置于太赫茲光路中，測量該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲時(shí)域波形 數(shù)據(jù)；對得到的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波 形數(shù)據(jù)；根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)以及參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)，計(jì)算出該標(biāo) 準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)；從該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)中確定出該標(biāo)準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)后，將該標(biāo) 準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)作為提取出的該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)；
[0012] 將提取出的各種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫 中；
[0013] 其中，所述參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)是預(yù)先計(jì)算得到的：在所述太赫茲光路中，測 量沒有任何標(biāo)準(zhǔn)品的情況下的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)，作為參考太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)；將所 述參考太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到所述參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)。
[0014] 較佳地，所述根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)以及參考太赫茲頻域波形數(shù) 據(jù)，計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)，具體包括：
[0015] 針對該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)中的每個(gè)頻點(diǎn)，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域 波形數(shù)據(jù)、以及參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)在該頻點(diǎn)的fft值，計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)品在該頻點(diǎn)的吸 收系數(shù)；
[0016] 由計(jì)算得到的該標(biāo)準(zhǔn)品在各頻點(diǎn)的吸收系數(shù)組成該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)。
[0017] 較佳地，所述根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)、以及參考太赫茲頻域波形數(shù) 據(jù)在該頻點(diǎn)的fft值，計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)品在該頻點(diǎn)的吸收系數(shù)，具體包括：
[0018] 根據(jù)如下公式1計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)品在該頻點(diǎn)的吸收系數(shù)a j :

【權(quán)利要求】
1. 一種基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立方法，其特征在于，包括： 針對每種違禁物品，提取該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品基于太赫茲頻段的特征數(shù)據(jù)： 將該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品放置于太赫茲光路中，測量該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲時(shí)域波形數(shù) 據(jù)；對得到的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形 數(shù)據(jù)；根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)以及參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)，計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn) 品的吸收譜數(shù)據(jù)；從該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)中確定出該標(biāo)準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)后，將該標(biāo)準(zhǔn) 品的特征峰數(shù)據(jù)作為提取出的該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)； 將提取出的各種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫中； 其中，所述參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)是預(yù)先計(jì)算得到的：在所述太赫茲光路中，測量沒 有任何標(biāo)準(zhǔn)品的情況下的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)，作為參考太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)；將所述參 考太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到所述參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù) 以及參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)，計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)，具體包括： 針對該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)中的每個(gè)頻點(diǎn)，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形 數(shù)據(jù)、以及參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)在該頻點(diǎn)的fft值，計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)品在該頻點(diǎn)的吸收系 數(shù)； 由計(jì)算得到的該標(biāo)準(zhǔn)品在各頻點(diǎn)的吸收系數(shù)組成該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)、 以及參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)在該頻點(diǎn)的fft值，計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)品在該頻點(diǎn)的吸收系數(shù)，具 體包括： 根據(jù)如下公式1計(jì)算出該標(biāo)準(zhǔn)品在該頻點(diǎn)的吸收系數(shù)a j :
其中，j為〇到2-1之間的非負(fù)整數(shù)，fft^sam，2m) ,fft^ref，2m)分別表示該標(biāo)準(zhǔn)品的 太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)、參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)在頻點(diǎn)的fft值，表示該標(biāo)準(zhǔn)品的 太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)中的該頻點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述從該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)中確 定出該標(biāo)準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)，具體包括： 選取該標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)的各波峰中峰值最高的波峰的數(shù)據(jù)作為該標(biāo)準(zhǔn)品的特征 峰數(shù)據(jù)；或者 針對所述違禁標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)的每個(gè)波峰，以該波峰為中心的設(shè)定頻段，若該波 峰的峰值最高，則將該波峰的數(shù)據(jù)作為該標(biāo)準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，在所述將提取出的各種違禁物品的 標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫前，還包括： 對于每種違禁物品，將該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)也作為該種違禁物品的標(biāo) 準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述將提取出的各種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品 的特征數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫后，還包括： 將被測物放置于太赫茲光路中，測量所述被測物的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)； 對得到的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到所述被測物的太赫茲頻域波 形數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述被測物的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)以及參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)，計(jì)算出所述被 測物的吸收譜數(shù)據(jù)； 將所述被測物的吸收譜數(shù)據(jù)與所述標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫中預(yù)先存儲的各種違禁物品的 標(biāo)準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷所述被測物是否為其中一種違禁物品。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將所述被測物的吸收譜數(shù)據(jù)與所述標(biāo) 準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫中預(yù)先存儲的各種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷所述被 測物是否為其中一種違禁物品，具體包括： 對于所述標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫中預(yù)先存儲的一種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)，將該 標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)的特征峰所對應(yīng)的頻點(diǎn)作為中心頻點(diǎn)，將該中心頻點(diǎn)兩邊設(shè)定范圍的 頻段作為比對窗口；判斷所述被測物的吸收譜數(shù)據(jù)在所述比對窗口內(nèi)是否存在波峰；若不 存在，則判斷所述被測物不是該種違禁物品。
8. -種基于太赫茲頻段的標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫建立裝置，其特征在于， 時(shí)域數(shù)據(jù)檢測模塊，用于針對每種違禁物品，測量該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品在太赫茲光 路中的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)； 頻域數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，用于對所述時(shí)域數(shù)據(jù)檢測模塊測量得到的每種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品 的太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到每種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波 形數(shù)據(jù)； 特征提取模塊，用于針對根據(jù)所述頻域數(shù)據(jù)計(jì)算模塊得到的每種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的 太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)，根據(jù)該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)以及參考太赫茲 頻域波形數(shù)據(jù)，計(jì)算出該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù)；從該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的 吸收譜數(shù)據(jù)中確定出該標(biāo)準(zhǔn)品的特征峰數(shù)據(jù)后，將該特征峰數(shù)據(jù)作為提取出的該種違禁物 品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)存儲到所述標(biāo)準(zhǔn)品特征數(shù)據(jù)庫中。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括： 參考時(shí)域波形測量模塊，用于在所述太赫茲光路中，測量沒有任何標(biāo)準(zhǔn)品的情況下的 太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)，作為參考太赫茲時(shí)域波形數(shù)據(jù)； 參考頻域波形計(jì)算模塊，用于將所述參考時(shí)域波形測量模塊測量得到的參考太赫茲時(shí) 域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到所述參考太赫茲頻域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于， 所述特征提取模塊還用于對于每種違禁物品，將該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的吸收譜數(shù)據(jù) 也作為該種違禁物品的標(biāo)準(zhǔn)品的特征數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G06F19/00GK104392084SQ201410430835
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】賈雨生, 鐘華, 張少華, 孫金海, 蔡禾 申請人:北京環(huán)境特性研究所