一种太赫兹波吸收光谱识别方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高太赫兹波吸收光谱识别准确率的方法。该方法包括：根据待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线；从所述太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线，得到待测物质的去斜率后的太赫兹波吸收光谱。通过使用本发明所提供的上述方法，从而可以有效地排除样品掺杂、样品粉末对太赫兹的散射以及太赫兹高频部分衰减对光谱识别所带来的干扰，有效地提高光谱识别准确率。
【专利说明】一种太赫兹波吸收光谱识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光谱识别技术，特别涉及一种太赫兹波吸收光谱识别方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，太赫兹(THz)时域光谱系统可采集各种违禁化学药品(包括各类单质炸药、毒品)在太赫兹波段的特征指纹谱，然后将被检样品的太赫兹频段吸收谱与标准数据谱库内的违禁化学药品的指纹吸收谱数据比对，从而可有效地识别被检物的种类。
[0003]然而，无论是具有特征吸收的吸收光谱，还是不具有特征吸收的吸收光谱都有一个随着频率增加而逐渐升高的斜率，该斜率与特征吸收没有直接的对应关系，但通常与样品的掺杂、样品的厚度、太赫兹高频部分的衰减、散射有关。在光谱识别过程中，通常特别关注吸收峰的位置和吸收峰之间相对高度。因此,上述的吸收曲线倾斜往往会干扰物质的检定效果，给样品的准确识别带来了一定的困扰。
[0004]因此，如何排除样品掺杂、样品粉末对太赫兹波的散射、以及太赫兹高频部分衰减对光谱识别所带来的干扰，突出特征吸收，以有效提高光谱识别准确率，已经成为本领域中亟待解决的一个技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种太赫兹波吸收光谱识别方法，从而可以有效地排除样品掺杂、样品粉末对太赫兹波的散射、以及太赫兹高频部分衰减对光谱识别所带来的干扰，有效地提高光谱识别准确率。
[0006]本发明的技术方案具体是这样实现的:
[0007]一种太赫兹波吸收光谱识别方法，该方法包括:
[0008]根据待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线.
[0009]从所述太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线，得到待测物质的去斜率后的太赫兹波吸收光谱。
[0010]较佳的，所述生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线包括:
[0011]获取待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中的多个参考点数据；
[0012]根据所获取的参考点数据，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线。
[0013]较佳的，所述参考点数据为:
[0014]待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中起始点、终点以及负极值点的数据。
[0015]较佳的，所述根据所获取的参考点数据，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线包括:
[0016]根据待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中起始点、终点以及负极值点的数据，通过拟合生成太赫兹波吸收光谱曲线的基线。
[0017]较佳的，所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线还满足如下所述的条件:
[0018]从太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线的结果不小于O。
[0019]较佳的，在所述生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线之前，该方法还进一步包括:
[0020]获取待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线。
[0021]如上可见，在本发明所提供的太赫兹波吸收光谱识别方法中，由于先根据待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线，然后再从所述太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线，得到待测物质的去斜率后的太赫兹波吸收光谱，因此可成功地降低太赫兹吸收谱线的倾斜程度，修正了光谱倾斜，使吸收光谱更加平坦，从而尽可能地排除样品掺杂、样品粉末对太赫兹波的散射或高频能量整体衰减给光谱识别带来的干扰，突出特征吸收，大大提高光谱识别准确率。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为不同信封的太赫兹吸收光谱的示意图。
[0023]图2为不同常见粉末的太赫兹吸收光谱的示意图。
[0024]图3为本发明实施例中的太赫兹波吸收光谱识别方法的流程示意图。
[0025]图4为本发明实施例中的太赫兹波吸收光谱识别方法的原理示意图一。
[0026]图5为本发明实施例中的太赫兹波吸收光谱识别方法的原理示意图二。
[0027]图6为纯的RDX和掺杂后RDX的太赫兹吸收光谱的示意图。
[0028]图7为去斜率后的钝化RDX和纯RDX的太赫兹吸收光谱的示意图。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
[0030]图1为不同信封的太赫兹吸收光谱的示意图，图2为不同常见粉末的太赫兹吸收光谱的示意图。如图1和图2所示，生活中的部分常见物质的太赫兹波吸收光谱并没有明显的吸收峰，但各个吸收光谱却都普遍具有倾斜趋势，这种现象是由于样品粉末对太赫兹波的散射、高频能量整体衰减更强烈所造成的。因此，这些物质如果被掺杂到有明显太赫兹吸收峰的违禁物质中，将会使得被掺杂后的违禁物质的太赫兹吸收光谱变得更加倾斜，从而影响物质光谱识别效率，增加误报率；同时也会使吸收峰的相对强度变得失去意义，无法用于光谱识别。
[0031]例如，图6为纯的RDX和掺杂后RDX的太赫兹吸收光谱的示意图。如图6所示，纯的RDX炸药和掺杂后的RDX(即钝化RDX)的主要成分相同，但是，由掺杂所带来的倾斜趋势，使得两种吸收光谱之间不太吻合，从而给光谱识别带来不利的干扰，降低了光谱识别准确率。
[0032]由此可知，太赫兹吸收光谱普遍具有随频率增加，吸收率变大的变化趋势。在进行太赫兹吸收光谱处理时，无论是具有特征吸收的吸收光谱还是不具有特征吸收的吸收光谱，都有一个随着频率增加而逐渐升高的趋势，该趋势与特征吸收没有直接的对应关系，并且不能作为特征量进行统计分析，相反会影响吸收光谱间的比对效果。
[0033]所以，在本发明的技术方案中，提出了一种提高太赫兹波吸收光谱识别准确率的方法，从而可以尽可能地排除样品掺杂、样品粉末对太赫兹的散射、高频能量整体衰减给光谱识别带来的干扰，突出特征吸收。
[0034]图3为本发明实施例中的提高太赫兹波吸收光谱识别准确率方法的流程示意图。如图3所示，本发明实施例中的提高太赫兹波吸收光谱识别准确率的方法主要包括:
[0035]步骤31，根据待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线。
[0036]在本发明的技术方案中，上述步骤31的实现方式有多种，以下将以其中的一种为例，对本发明的技术方案进行介绍。
[0037]例如，在本发明的较佳实施例中，所述步骤31可以包括:
[0038]获取待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中的多个参考点数据；
[0039]根据所获取的参考点数据，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线。
[0040]其中，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述参考点数据可以是:
[0041 ] 待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中起始点、终点以及负极值点的数据。
[0042]因此，所述根据所获取的参考点数据，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线可以包括:
[0043]根据待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中起始点、终点以及负极值点的数据，通过拟合生成太赫兹波吸收光谱曲线的基线，如图4所示。
[0044]较佳的，在本发明的具体实施例中，所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线还需满足如下所述的条件:
[0045]从太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线的结果不小于0，从而可以使得所得的结果更能准确地反映客观事实，保证太赫兹吸收光谱识别的准确率。
[0046]步骤32，从所述太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线，得到待测物质的去斜率后的太赫兹波吸收光谱。
[0047]在生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线之后，在本步骤中，即可从所述太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线，得到待测物质的去斜率后的太赫兹波吸收光谱，从而达到修正光谱倾斜的目的，如图5所示。
[0048]另外，在本发明的较佳实施例中，所示步骤11之前，还可以进一步包括:
[0049]步骤30，获取待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线。
[0050]在本步骤，需要先对待测物质进行太赫兹波吸收光谱，以获取该待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线。
[0051]通过上述的步骤31和32，即可成功地降低太赫兹波吸收光谱曲线的倾斜程度，使太赫兹波吸收光谱曲线变得更加平坦，从而大大提高太赫兹吸收光谱识别的准确率。
[0052]例如，图6所示的纯的RDX炸药和掺杂后的RDX的吸收光谱，由于掺杂所带来的倾斜趋势，使得两种吸收光谱之间不太吻合，从而给光谱识别带来不利的干扰，降低了光谱识别准确率。而通过使用本发明的太赫兹波吸收光谱识别方法，进行去光谱倾斜之后，如图7所示，去光谱倾斜之后的掺杂后的RDX与纯的RDX的吸收光谱之间吻合相对较好，从而大大提高了太赫兹吸收光谱识别的准确率。
[0053]综上可知，通过使用本发明中的太赫兹波吸收光谱识别方法，可以降低太赫兹波吸收光谱曲线的倾斜程度，使太赫兹波吸收光谱曲线变得更加平坦，从而可以有效地排除样品掺杂、样品粉末散射、高频能量整体衰减给光谱识别带来的影响，大大提高太赫兹吸收光谱识别的准确率。
[0054]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种太赫兹波吸收光谱识别方法，其特征在于，该方法包括: 根据待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线； 从所述太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线，得到待测物质的去斜率后的太赫兹波吸收光谱。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线包括: 获取待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中的多个参考点数据； 根据所获取的参考点数据，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参考点数据为: 待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中起始点、终点以及负极值点的数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所获取的参考点数据，生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线包括: 根据待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线中起始点、终点以及负极值点的数据，通过拟合生成太赫兹波吸收光谱曲线的基线。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线还满足如下所述的条件: 从太赫兹波吸收光谱曲线中减去所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线的结果不小于O。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述生成所述太赫兹波吸收光谱曲线的基线之前，该方法还进一步包括: 获取待测物质的太赫兹波吸收光谱曲线。
【文档编号】G01N21/31GK104266981SQ201410432955
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】孙金海, 蔡禾, 张少华 申请人:北京环境特性研究所