违禁物品检测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种违禁物品检测方法和装置，该方法包括：采集待检物品的吸收谱数据；确定出采集的吸收谱数据中的各波峰；针对每个波峰，根据该波峰对应的太赫兹吸收值、该波峰的相邻点的太赫兹吸收值，计算出该波峰的峰值明显度；将计算出的波峰明显度与预设的干扰阈值进行比较，根据比较结果判断该波峰是否为干扰点；利用滑动平均方法对判断出的待检物品的吸收谱数据中的干扰点进行数据修复，得到待检物品的修复后吸收谱数据；将待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，根据比对结果判断待检物品是否为其中一种违禁物品。应用本发明，可以提高检测结果的准确度。
【专利说明】违禁物品检测方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及光谱领域，尤其涉及一种违禁物品检测方法和装置。
【背景技术】
[0002]目前，对违禁物品的检测已经广泛地应用在机场、海关、车站、港口、核电站、政府机关、邮检中心、法院、大使馆等场所，用以检测出人员随身携带、或者行李中的违禁物品，从而保障安全。
[0003]现有的一种违禁物品检测方法为:利用X光照射待检物品，根据X光透射的原理，显示出待检物品的形状轮廓，并对不同密度的待检物品分别以不同的颜色进行显示，例如有机物显示为橙色，无机物显示为蓝色，混合物显示为绿色。检测人员根据现有的违禁物品检测装置显示的形状轮廓和颜色，可以较为容易地识别出枪支、刀具等金属类的违禁物品；但是对于化学类的违禁物品(例如炸药、毒品)，该违禁物品的形状通常很难预测，显示的颜色又通常与日用品显示的颜色相同或相近，因此不容易识别出化学类的违禁物品。
[0004]现有的另一种违禁物品检测方法为:利用X光照射待检物品，根据康普顿散射原理，显示出待检物品的形状轮廓，并以不同的灰度分别显示低原子序数、高原子序数的待检物品。检测人员根据现有的违禁物品检测装置显示的形状轮廓和灰度，可以较为容易地识别出枪支、刀具等金属类的违禁物品。但是对于化学类的违禁物品(例如炸药、毒品)，该违禁物品的形状通常很难预测；事实上，无论是违禁物品还是日用品都可以只包含低原子序数的成分、只包含高原子序数的成分，或者既包含低原子序数的成分又包含高原子序数的成分；导致该违禁物品显示的灰度通常与日用品显示的灰度相同或相近；造成检测人员根据该违禁物品检测方法不容易识别出化学类的违禁物品。
[0005]综上，利用现有的违禁物品检测方法，判断待检物品是否为违禁物品的准确性较低；因此，有必要提供一种准确性更高的违禁物品检测方法和装置。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种违禁物品检测方法和装置，用以提高检测结果的准确性。
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种违禁物品检测方法，包括:
[0008]将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，采集所述待检物品的吸收谱数据；
[0009]确定出采集的所述待检物品的吸收谱数据中的各波峰；
[0010]针对确定出的每个波峰，根据该波峰对应的太赫兹吸收值、该波峰的相邻点的太赫兹吸收值，计算出该波峰的峰值明显度；并将计算出的波峰明显度与预设的干扰阈值进行比较，根据比较结果判断该波峰是否为干扰点；
[0011]利用预设的滑动平均方法对判断出的所述待检物品的吸收谱数据中的干扰点进行数据修复，得到所述待检物品的修复后吸收谱数据；
[0012]将所述待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，根据比对结果判断所述待检物品是否为其中一种违禁物品O
[0013]较佳地，所述将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，采集所述待检物品的吸收谱数据，具体包括:
[0014]将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，测量所述待检物品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述待检物品的太赫兹频域波形数据；根据所述待检物品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出所述待检物品的吸收谱数据；
[0015]其中，所述参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在所述太赫兹光路中，测量没有所述待检物品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所述参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹频域波形数据。
[0016]较佳地，所述违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据是预先存储的:
[0017]针对每种违禁物品，将该种违禁物品的标准品放置于所述预设的太赫兹光路中，测量该标准品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到该标准品的太赫兹频域波形数据；根据该标准品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出该标准品的吸收谱数据；
[0018]将提取出的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据存储到所述违禁物品指纹谱库中；
[0019]其中，所述参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在所述太赫兹光路中，测量没有所述标准品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所述参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹频域波形数据。
[0020]较佳地，所述将所述待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，根据比对结果判断所述待检物品是否为其中一种违禁物品，具体包括:
[0021]确定出所述待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰；
[0022]针对确定出的每个波峰，判断所述修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰，若存在，则将该频点记为一个相似点，并计算两个波峰的峰值差，作为该相似点处的峰值差；
[0023]针对违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，根据得到的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的波峰总数、相似点的个数、每个相似点处的峰值差、以及该标准品的吸收谱数据的波峰总数，计算所述待检物品与该标准品之间的相似度；
[0024]若计算得到的相似度大于设定的相似度阈值，则判断所述待检物品是该种违禁物品；否则，判断所述待检物品不是该种违禁物品。
[0025]较佳地，所述根据得到的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的波峰总数、相似点的个数、每个相似点处的峰值差、以及该标准品的吸收谱数据的波峰总数，计算所述待检物品与该标准品之间的相似度，具体包括:
[0026]根据如下公式2计算得到所述待测物品与该标准品之间的相似度S:
if\ f\ f nsin, \ Λ
[0027]s =+ ω2 + 1-^iPi χω3 χ100%.........(公式 2)
VV nHd J V nMmt j VJ J
[0028]其中，nsim、nsam、nstd分别表示所述相似点的个数、所述待测物品的吸收谱数据的波峰总数、该标准品的吸收谱数据的波峰总数，i为不小于I且不大于nsim的自然数，Pi表示第i个相似点处的峰值差，ωρ ω2、ω3分别表示三个预设的权重系数。
[0029]较佳地，所述针对确定出的每个波峰，判断所述修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰之前，还包括:
[0030]从所述待检物品的修复后吸收谱数据中确定出所述待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰；
[0031]针对所述违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，从该标准品的吸收谱数据中确定出该标准品的特征峰数据，并将该标准品的吸收谱数据的特征峰所对应的频点作为中心频点，将该中心频点两边设定范围的频段作为比对窗口 ；判断所述待检物品的修复后吸收谱数据在所述比对窗口内是否存在波峰；若不存在，则判断所述待检物品不是该种违禁物品；
[0032]其中，该标准品的特征峰数据具体为:该标准品的吸收谱数据的各波峰中太赫兹吸收值最高的波峰的数据，或者，针对该标准品的吸收谱数据的每个波峰，以该波峰为中心的设定频段，若该波峰的峰值最高，则将该波峰的数据作为该标准品的特征峰数据。
[0033]根据本发明的另一个方面，还提供了一种违禁物品检测装置，包括:
[0034]吸收谱数据采集模块，用于将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，采集所述待检物品的吸收谱数据；
[0035]吸收谱分析模块，用于确定出所述吸收谱数据采集模块采集的所述待检物品的吸收谱数据中的各波峰；针对确定出的每个波峰，根据该波峰对应的太赫兹吸收值、该波峰的相邻点的太赫兹吸收值，计算出该波峰的峰值明显度；并将计算出的波峰明显度与预设的干扰阈值进行比较，根据比较结果判断该峰值点是否为干扰点；
[0036]吸收谱去干扰模块，用于利用预设的滑动平均方法对所述吸收谱分析模块判断出的所述待检物品的吸收谱数据中的干扰点进行数据修复，得到所述待检物品的修复后吸收谱数据并输出；
[0037]违禁物品检测模块，用于将所述吸收谱去干扰模块输出的所述待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比较，根据比较结果判断所述待检物品是否为其中一种违禁物品。
[0038]较佳地，所述吸收谱数据采集模块具体用于将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，测量所述待检物品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述待检物品的太赫兹频域波形数据；根据所述待检物品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出所述待检物品的吸收谱数据；
[0039]其中，所述参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在所述太赫兹光路中，测量没有所述待检物品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所述参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹频域波形数据。
[0040]较佳地，所述违禁物品检测装置还包括:
[0041]违禁物品指纹谱库构建模块，用于针对每种违禁物品，将该种违禁物品的标准品放置于太赫兹光路中，测量该标准品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到该标准品的太赫兹频域波形数据；根据该标准品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出该标准品的吸收谱数据；将提取出的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据存储到所述违禁物品指纹谱库中；其中，所述参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在所述太赫兹光路中，测量没有所述标准品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所述参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹频域波形数据。
[0042]较佳地，所述违禁物品检测模块具体用于确定出所述吸收谱去干扰模块输出的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰；针对确定出的每个波峰，判断所述修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰，若存在，则将该频点记为一个相似点，并计算两个波峰的峰值差，作为该相似点处的峰值差；针对违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，根据得到的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的波峰总数、相似点的个数、每个相似点处的峰值差、以及该标准品的吸收谱数据的波峰总数，计算所述待检物品与该标准品之间的相似度；若计算得到的相似度大于设定的相似度阈值，则判断所述待检物品是该种违禁物品；否则，判断所述待检物品不是该种违禁物品。
[0043]本发明的技术方案中，将待检物品对太赫兹波的吸收谱数据与各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，可以更为准确地检测待检物品是否为违禁物品。进一步地，在将待检物品的吸收谱数据与各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对之前，对待检物品的吸收谱数据进行干扰消除，可以提高吸收谱数据的纯净度，有助于提高检测结果的准确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1为本发明实施例的参考太赫兹频域波形数据获取方法的流程示意图；
[0045]图2为本发明实施例的违禁物品检测方法的流程示意图；
[0046]图3为本发明实施例的待检物品的修复后吸收谱数据与一种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对的实例示意图；
[0047]图4为本发明实施例的违禁物品检测装置的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0048]以下将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
[0049]本发明的发明人发现，在同一太赫兹光路中，不同的违禁物品对太赫兹(THz)频段的电磁波(本文中可简称为太赫兹波)具有不同的吸收特征；太赫兹波的波长在30 μ m-3mm之间，在电磁波谱中介于微波与红外光波之间，属于远红外波段。
[0050]因此，本发明的发明人考虑，可以将待检物品对太赫兹波的吸收谱数据(待检物品的吸收谱数据)，与违禁物品指纹谱库中预先存储的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，可以更为准确地判断出待检物品是否为违禁物品。进一步地，考虑到在太赫兹波吸收谱数据的测量过程中，由于待检物品的纯度或太赫兹测量系统本身等原因会造成对测量得到的吸收谱数据的干扰，继而导致光谱比对的可靠性降低，降低检测结果的准确性。因此，在将待检物品的吸收谱数据与各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对之前，可以对待检物品的吸收谱数据进行干扰消除，提高吸收谱数据的纯净度。
[0051]下面结合附图详细说明本发明的技术方案。
[0052]本发明实施例在进行违禁物品检测之前，需要获取预设的太赫兹光路的参考太赫兹频域波形数据，其获取流程如图1所示，具体可以包括如下步骤:
[0053]SlOl:在预设的太赫兹光路中，测量没有被测物的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据。
[0054]具体地，在预设的太赫兹光路中，周期性采集在该太赫兹光路中未放置被测物的情况下的太赫兹波(简称参考太赫兹波)的信号强度值，得到太赫兹时域波形数据，并作为参考太赫兹时域波形数据。其中，被测物具体可以是指待检物品、或违禁物品的标准品。
[0055]其中，参考太赫兹时域波形数据具体可以记为k行两列的数组(t，ref)，t列中的数据为各采集时刻，ref列中的数据为参考太赫兹波在各采集时刻的信号强度值，k为自然数。
[0056]S102:将参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到参考太赫兹频域波形数据。
[0057]具体地，可以对步骤SlOl中得到的参考太赫兹时域波形数据，进行2-个变换点(即频点)的快速傅里叶变换fft，得到参考太赫兹频域波形数据。m为自然数且2m比2m'2m+1更接近于k ;较佳地，2m等于1024。
[0058]这样，参考太赫兹频域波形数据可以记为2m行两列的数组(co，fft(ref，2m))，ω列中的数据为各频点，fft(ref，2m)列中的数据为参考太赫兹频域波形数据中的在各频点的fft值。
[0059]进一步地，在进行违禁物品检测之前，还需要构建存储有各种违禁物品的标准品的吸收谱数据的违禁物品指纹谱库，如图2所示，具体可以通过如下方式来构建:
[0060]针对每种违禁物品，将该种违禁物品的标准品放置于预设的太赫兹光路中，测量该标准品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到该标准品的太赫兹频域波形数据；根据该标准品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出该标准品的吸收谱数据；将提取出的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据存储到违禁物品指纹谱库中。
[0061]基于上述参考太赫兹频域波形数据和违禁物品指纹谱库，本发明实施例提供的违禁物品检测方法，其流程如图2所示，具体可以包括如下步骤:
[0062]S201:将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，采集待检物品的吸收谱数据。
[0063]具体地，可以将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，测量待检物品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到待检物品的太赫兹频域波形数据；根据待检物品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出待检物品的吸收谱数据。
[0064]对于待检物品的太赫兹频域波形数据中的每个频点ω j,根据该待检物品的太赫兹频域波形数据中的在该频点的fft值、参考太赫兹频域波形数据在该频点的fft值，以及如下公式I计算该待检物品在该频点的吸收系数a J:
fft Asam,2m),
[0065]α =—In^__^-1..............................(公式 I)
1 Jftj(ref,T)
[0066]公式I中，j为O到21114之间的非负整数；fftj (sam, 2m)、fft」(ref, 2m)分别表示该待检物品的太赫兹频域波形数据、参考太赫兹频域波形数据在频点ω]的fft值。
[0067]之后，将由计算得到的待检物品在各频点的吸收系数组成该待检物品的吸收谱数据。其中，待检物品的吸收谱数据可以记为2m行两列的数组(ω，α), α列中的数据为待检物品在各频点的吸收系数。
[0068]S202:确定出采集的待检物品的吸收谱数据中的各波峰。
[0069]具体地，可以针对采集的待检物品的吸收谱数据中的每个频点，将该频点的太赫兹吸收值、与该频点左右相邻的两个频点的太赫兹吸收值进行比较，若该频点的太赫兹吸收值都大于上述两个频点的太赫兹吸收值，则说明该频点是一个峰值点，可以将该频点的太赫兹吸收值确定为待检物品的吸收谱数据中的一个波峰所对应的太赫兹吸收值。
[0070]S203:针对确定出的每个波峰，根据该波峰对应的太赫兹吸收值、该波峰的相邻点的太赫兹吸收值，计算出该波峰的峰值明显度。
[0071 ] 具体地，针对确定出的每个波峰，以该波峰所对应的频点为中心，确定出与该波峰左右相邻的四个频点及其对应的太赫兹吸收值，并计算出该四个频点所对应的太赫兹吸收值的平均值；将该波峰对应的太赫兹吸收值与计算出的平均值的比值作为该波峰的峰值明显度。
[0072]S204:针对确定出的每个波峰，将计算出的波峰明显度与预设的干扰阈值进行比较，根据比较结果判断该波峰所对应的频点是否为干扰点。
[0073]具体地，针对确定出的每个波峰，将通过步骤S203计算出的该波峰的峰值明显度与预设的干扰阈值进行比较，若比较结果为该波峰的峰值明显度小于预设的干扰阈值，则可以判断该波峰为干扰点。其中，干扰阈值具体由本领域技术人员根据经验进行预先设定的，例如，可以取值为1.2。
[0074]S205:利用预设的滑动平均方法对判断出的待检物品的吸收谱数据中的干扰点进行数据修复，得到待检物品的修复后吸收谱数据。
[0075]具体地，可以针对判断出的每个干扰点，按照设定的滑动窗口(比如5个频率步长)，从采集的待检物品的吸收谱数据中选取出与该干扰点左右相邻的4个频点；计算出该干扰点所对应的太赫兹吸收值与选取出的各频点所对应的太赫兹吸收值的平均值，作为该干扰点的替换太赫兹吸收值。
[0076]利用计算出的各干扰点的替换太赫兹吸收值对待检物品的吸收谱数据中的各干扰点所对应的太赫兹吸收值进行替换，得到待检物品的修复后吸收谱数据。这样，仅仅对测量得到的待检物品的吸收谱数据中的干扰点进行数据修复，对其他数据并没有影响，提高了吸收谱的纯净度，进而提高最终比对的可靠性。
[0077]S206:将待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，根据比对结果判断待检物品是否为其中一种违禁物品。
[0078]具体地，可以确定出步骤S205所得到的待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰。继而，针对确定出的每个波峰，判断待检物品的修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰，若存在，则可以将该频点记为一个相似点，并计算两个波峰的峰值差，作为该相似点处的峰值差。
[0079]例如,如图3所示,横坐标表示频率,纵坐标表示吸收系数；标识为SAMPLE的曲线表示待检物品的修复后吸收谱数据，标识为rdx的曲线表示违禁物品的标准品的吸收谱数据；对于违禁物品的标准品的吸收谱中的一个波峰，以该波峰对应的频点为中心的设定窗口频段内，待检物品的修复后吸收谱数据中存在一个波峰。
[0080]继而，针对违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，根据得到的待检物品的修复后吸收谱数据中的波峰总数、相似点的个数、每个相似点处的峰值差、以及该标准品的吸收谱数据的波峰总数，计算待检物品与该标准品之间的相似度。具体地，根据待检物品的修复后吸收谱数据中波峰总数nsam、相似点的个数nsin1、每个相似点处的峰值差、该种违禁物品的标准品的吸收谱数据的波峰总数nstd，以及如下公式2计算出被测物与该标准品之间的相似度S:
f/\ /\ /\ Λ
[0081]S=+ ω2 + 1-^A ><?3 xl00%.........(公式 2)
VV nstd J Knsam J V J J
[0082]公式2中，i为不小于I且不大于nsim的自然数，Pi表示第i个相似点处的峰值差， ω2、ω3分别表示三个预设的权重系数。
[0083]若计算得到的相似度大于设定的相似度阈值，则可以判断待检物品是该种违禁物品；否则，判断待检物品不是该种违禁物品。
[0084]更优地，为了加快检测速度，可以考虑在针对确定出的每个波峰，判断所述修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰之前，判断出待检物品是不是违禁物品。
[0085]具体地，可以从待检物品的修复后吸收谱数据中确定出待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰；继而，针对违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，从该标准品的吸收谱数据中确定出该标准品的特征峰数据，并将该标准品的吸收谱数据的特征峰所对应的频点作为中心频点，将该中心频点两边设定范围的频段作为比对窗口 ；判断待检物品的修复后吸收谱数据在比对窗口内是否存在波峰；若不存在，则判断待检物品不是该种违禁物品。
[0086]其中，该标准品的特征峰数据具体为:该标准品的吸收谱数据的各波峰中太赫兹吸收值最高的波峰的数据，或者，针对该标准品的吸收谱数据的每个波峰，以该波峰为中心的设定频段，若该波峰的峰值最高，则将该波峰的数据作为该标准品的特征峰数据。
[0087]基于上述违禁物品检测方法，本发明实施例还提供了一种违禁物品检测装置，其内部结构如图4所示，具体可以包括:吸收谱数据采集模块401、吸收谱分析模块402、吸收谱去干扰模块403、违禁物品检测模块404。
[0088]其中，吸收谱数据采集模块401用于将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，采集所述待检物品的吸收谱数据。
[0089]具体地，吸收谱数据采集模块401具体用于将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，测量待检物品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到待检物品的太赫兹频域波形数据；根据待检物品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出待检物品的吸收谱数据。其中，参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在太赫兹光路中，测量没有待检物品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到参考太赫兹频域波形数据。
[0090]吸收谱分析模块402用于确定出吸收谱数据采集模块401采集的待检物品的吸收谱数据中的各波峰；针对确定出的每个波峰，根据该波峰对应的太赫兹吸收值、该波峰的相邻点的太赫兹吸收值，计算出该波峰的峰值明显度；并将计算出的波峰明显度与预设的干扰阈值进行比较，根据比较结果判断该峰值点是否为干扰点。
[0091]吸收谱去干扰模块403用于利用预设的滑动平均方法对吸收谱分析模块402判断出的待检物品的吸收谱数据中的干扰点进行数据修复，得到待检物品的修复后吸收谱数据并输出。
[0092]违禁物品检测模块404用于将吸收谱去干扰模块403输出的待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比较，根据比较结果判断待检物品是否为其中一种违禁物品。
[0093]具体地，违禁物品检测模块404具体用于确定出吸收谱去干扰模块输出的待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰；针对确定出的每个波峰，判断修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰，若存在，则将该频点记为一个相似点，并计算两个波峰的峰值差，作为该相似点处的峰值差；针对违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，根据得到的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的波峰总数、相似点的个数、每个相似点处的峰值差、以及该标准品的吸收谱数据的波峰总数，计算所述待检物品与该标准品之间的相似度；若计算得到的相似度大于设定的相似度阈值，则判断待检物品是该种违禁物品；否则，判断待检物品不是该种违禁物品。
[0094]更优地，本发明实施例中的违禁物品检测装置还包括:违禁物品指纹谱库构建模块 405。
[0095]违禁物品指纹谱库构建模块405用于针对每种违禁物品，将该种违禁物品的标准品放置于太赫兹光路中，测量该标准品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到该标准品的太赫兹频域波形数据；根据该标准品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出该标准品的吸收谱数据；将提取出的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据存储到违禁物品指纹谱库中；其中，所参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在太赫兹光路中，测量没有标准品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到参考太赫兹频域波形数据。
[0096]本发明实施例中，关于违禁物品检测装置中各模块具体是如何进行待检物品的检测，可以参考上述步骤流程，在此不再详述。
[0097]本发明的技术方案中，将待检物品对太赫兹波的吸收谱数据与各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，可以更为准确地检测待检物品是否为违禁物品。进一步地，在将待检物品的吸收谱数据与各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对之前，对待检物品的吸收谱数据进行干扰消除，可以提高吸收谱数据的纯净度，有助于提高检测结果的准确度。
[0098]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种违禁物品检测方法，其特征在于，包括: 将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，采集所述待检物品的吸收谱数据； 确定出采集的所述待检物品的吸收谱数据中的各波峰； 针对确定出的每个波峰，根据该波峰对应的太赫兹吸收值、该波峰的相邻点的太赫兹吸收值，计算出该波峰的峰值明显度；并将计算出的波峰明显度与预设的干扰阈值进行比较，根据比较结果判断该波峰是否为干扰点； 利用预设的滑动平均方法对判断出的所述待检物品的吸收谱数据中的干扰点进行数据修复，得到所述待检物品的修复后吸收谱数据； 将所述待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，根据比对结果判断所述待检物品是否为其中一种违禁物品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，采集所述待检物品的吸收谱数据，具体包括: 将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，测量所述待检物品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述待检物品的太赫兹频域波形数据；根据所述待检物品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出所述待检物品的吸收谱数据； 其中，所述参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在所述太赫兹光路中，测量没有所述待检物品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所述参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹频域波形数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据是预先存储的: 针对每种违禁物品，将该种违禁物品的标准品放置于所述预设的太赫兹光路中，测量该标准品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到该标准品的太赫兹频域波形数据；根据该标准品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出该标准品的吸收谱数据； 将提取出的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据存储到所述违禁物品指纹谱库中；其中，所述参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在所述太赫兹光路中，测量没有所述标准品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所述参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹频域波形数据。
4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述将所述待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比对，根据比对结果判断所述待检物品是否为其中一种违禁物品，具体包括: 确定出所述待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰； 针对确定出的每个波峰，判断所述修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰，若存在，则将该频点记为一个相似点，并计算两个波峰的峰值差，作为该相似点处的峰值差； 针对违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，根据得到的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的波峰总数、相似点的个数、每个相似点处的峰值差、以及该标准品的吸收谱数据的波峰总数，计算所述待检物品与该标准品之间的相似度； 若计算得到的相似度大于设定的相似度阈值，则判断所述待检物品是该种违禁物品；否则，判断所述待检物品不是该种违禁物品。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据得到的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的波峰总数、相似点的个数、每个相似点处的峰值差、以及该标准品的吸收谱数据的波峰总数，计算所述待检物品与该标准品之间的相似度，具体包括: 根据如下公式2计算得到所述待测物品与该标准品之间的相似度S: ///λ/η渥\Λ S= ^Lxw1 + ^χω2 + I —Jpi χω3 X100%.........(公式 2)
V \ ^std J \ ^sam J \ 卜I J J 其中，nsim、nsam、nstd分别表示所述相似点的个数、所述待测物品的吸收谱数据的波峰总数、该标准品的吸收谱数据的波峰总数，i为不小于I且不大于nsim的自然数，Pi表示第i个相似点处的峰值差，ωρ ω2、ω3分别表示三个预设的权重系数。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述针对确定出的每个波峰，判断所述修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰之前，还包括: 从所述待检物品的修复后吸收谱数据中确定出所述待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰； 针对所述违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，从该标准品的吸收谱数据中确定出该标准品的特征峰数据，并将该标准品的吸收谱数据的特征峰所对应的频点作为中心频点，将该中心频点两边设定范围的频段作为比对窗口 ；判断所述待检物品的修复后吸收谱数据在所述比对窗口内是否存在波峰；若不存在，则判断所述待检物品不是该种违禁物品； 其中，该标准品的特征峰数据具体为:该标准品的吸收谱数据的各波峰中太赫兹吸收值最高的波峰的数据，或者，针对该标准品的吸收谱数据的每个波峰，以该波峰为中心的设定频段，若该波峰的峰值最高，则将该波峰的数据作为该标准品的特征峰数据。
7.一种违禁物品检测装置，其特征在于，包括: 吸收谱数据采集模块，用于将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，采集所述待检物品的吸收谱数据； 吸收谱分析模块，用于确定出所述吸收谱数据采集模块采集的所述待检物品的吸收谱数据中的各波峰；针对确定出的每个波峰，根据该波峰对应的太赫兹吸收值、该波峰的相邻点的太赫兹吸收值，计算出该波峰的峰值明显度；并将计算出的波峰明显度与预设的干扰阈值进行比较，根据比较结果判断该峰值点是否为干扰点； 吸收谱去干扰模块，用于利用预设的滑动平均方法对所述吸收谱分析模块判断出的所述待检物品的吸收谱数据中的干扰点进行数据修复，得到所述待检物品的修复后吸收谱数据并输出； 违禁物品检测模块，用于将所述吸收谱去干扰模块输出的所述待检物品的修复后吸收谱数据与违禁物品指纹谱库中的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据进行比较，根据比较结果判断所述待检物品是否为其中一种违禁物品。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述吸收谱数据采集模块具体用于将待检物品放置于预设的太赫兹光路中，测量所述待检物品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述待检物品的太赫兹频域波形数据；根据所述待检物品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出所述待检物品的吸收谱数据； 其中，所述参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在所述太赫兹光路中，测量没有所述待检物品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所述参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹频域波形数据。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括: 违禁物品指纹谱库构建模块，用于针对每种违禁物品，将该种违禁物品的标准品放置于太赫兹光路中，测量该标准品的太赫兹时域波形数据；对得到的太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到该标准品的太赫兹频域波形数据；根据该标准品的太赫兹频域波形数据以及参考太赫兹频域波形数据，计算出该标准品的吸收谱数据；将提取出的各种违禁物品的标准品的吸收谱数据存储到所述违禁物品指纹谱库中；其中，所述参考太赫兹频域波形数据是预先计算得到的:在所述太赫兹光路中，测量没有所述标准品的情况下的太赫兹时域波形数据，作为参考太赫兹时域波形数据；将所述参考太赫兹时域波形数据进行快速傅里叶变换，得到所述参考太赫兹频域波形数据。
10.如权利要求7-9任一所述的装置，其特征在于， 所述违禁物品检测模块具体用于确定出所述吸收谱去干扰模块输出的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的各波峰；针对确定出的每个波峰，判断所述修复后吸收谱数据中在该波峰所对应的频点为中心的设定窗口频段内是否存在波峰，若存在，则将该频点记为一个相似点，并计算两个波峰的峰值差，作为该相似点处的峰值差；针对违禁物品指纹谱库中的每种违禁物品的标准品，根据得到的所述待检物品的修复后吸收谱数据中的波峰总数、相似点的个数、每个相似点处的峰值差、以及该标准品的吸收谱数据的波峰总数，计算所述待检物品与该标准品之间的相似度；若计算得到的相似度大于设定的相似度阈值，则判断所述待检物品是该种违禁物品；否则，判断所述待检物品不是该种违禁物品。
【文档编号】G01N21/3586GK104316487SQ201410482295
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】钟华, 贾雨生, 蔡禾, 孙金海, 张少华 申请人:北京环境特性研究所