检查装置和检查方法

专利名称：检查装置和检查方法
技术领域：
本发明涉及一种利用太赫兹波对对象进行检查的检查装置和检查方法。在本说明书中，将频率范围包括从30GHz到30THz(包含30GHz和30THz)范围的至少一部分的电磁波称为太赫兹波。
背景技术：
传统上，已使用傅立叶分析，从透射过样品(对象)或者被样品反射的太赫兹波的时间波形，研究该样品的吸收率与折射率的频率依赖性。 然而，在太赫兹波的时间波形中所包括的宽频率范围内，吸收率与折射率的频率
依赖性对于每种材料是独特的。在该情况下，待比较的数据量的增加成为难题。 为了解决上述问题，日本特开平10-153547号公报公开了一种方法，所述方法用
于将太赫兹波的时间波形中所包括的分光(dispersion)相关信息压縮成少量数据，并且
从经压縮的数据中识别材料的成分。日本特开平10-153547号公报公开了使用小波分析作
为其压縮方法。

发明内容
然而，日本特开平10-153547号公报未公开执行小波分析的具体方法。特别是，没有针对小波展开系数的公开内容。 本发明的目的是使用数据量相对少的展开系数来对对象(样品)进行检查(例如对对象进行识别或者成像)。 本发明致力于一种用于检查对象的检查装置，所述检查装置包括照射单元，所述照射单元用于用太赫兹波照射所述对象；检测单元，所述检测单元用于检测从所述对象获得的太赫兹波；变换单元，所述变换单元用于对利用由所述检测单元检测到的所述太赫兹波而获得的所述太赫兹波的时间波形执行小波变换；选择单元，所述选择单元用于从所述小波变换中的第一展开系数中选择预先存储的第二展开系数，并且所述第二展开系数包括在所述第一展开系数中；以及比较单元，所述比较单元将所述第二展开系数的第一值与由所述选择单元选择的所述第二展开系数的第二值进行比较。 所述第二展开系数可以是利用具有特征谱部分的参照物获得的展开系数，并且与所述特征谱部分相关，所述检查装置包括确定单元，所述确定单元用于基于所述比较单元所获得的结果，确定所述对象是否是所述参照物。 本发明致力于一种用于检查对象的检查方法，所述检查方法包括用太赫兹波照射所述对象；检测从所述对象获得的太赫兹波；对利用在所述检测步骤中检测到的所述太赫兹波而获得的所述太赫兹波的时间波形，执行小波变换；从所述小波变换中的第一展开系数中选择预先存储的第二展开系数，并且所述第二展开系数包括在所述第一展开系数中；以及将所述第二展开系数的第一值与在所述选择步骤中选择的所述第二展开系数的第二值进行比较。
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第二展开系数可以是利用具有特征谱部分的参照物获得的展开系数，并且所述第
二展开系数与所述特征谱部分相关，所述检查方法包括基于在所述比较步骤中获得的结果，确定所述对象是否是所述参照物。 本发明致力于一种计算机可读存储介质，其存储有使计算机执行所述检查方法的程序。 本发明致力于一种使计算机执行所述检查方法的程序。 本发明致力于一种提取方法，所述提取方法用于从具有特征谱部分的参照物提取与所述特征谱部分相关的展开系数，所述提取方法包括获得步骤，获得从所述参照物反射或者散射，或者透射过所述参照物的太赫兹波的波形；第一变换步骤，对在所述获得步骤中获得的太赫兹时间波形执行小波变换；反变换步骤，对所述小波变换中的展开系数的一部分执行小波反变换；第二变换步骤，对在所述反变换步骤中获得的所述太赫兹时间波形执行傅立叶变换，其中在改变所述展开系数的所述一部分的同时，重复执行所述反变换步骤和所述第二变换步骤。 在所述提取方法中，执行小波反变换可包括在指定所述展开系数的所述一部分时设置阈值，所述提取方法被设置为用零值替换大于或等于所述设置阈值或者小于或等于所述设置阈值的所述展开系数的值。 考虑上述问题，根据本发明的装置是获得关于对象的信息的装置，所述对象具有包括特征谱部分的频谱，并且本发明的装置具有下列特征。所述装置包括照射单元，用太赫兹波照射所述对象；检测单元，检测来自经所述太赫兹波照射的所述对象的太赫兹波；变换单元；以及比较单元。所述变换单元对基于由所述检测单元检测到的信号而获得的太赫兹时间波形(太赫兹波的时间波形)执行小波变换。所述比较单元将与对象(所述对象具有包括特征谱部分的频谱)的特征谱部分相关的、预先存储的小波展开系数的值，与由所述变换单元所获得的小波展开系数的值之中的、位于与所述预先存储的小波展开系数相同的系数位置处的值进行比较。 此外，考虑到上述问题，根据本发明的方法是用于获得关于对象的信息的方法，所述对象具有包括特征谱部分的频谱，并且所述方法具有如下特征，所述方法包括以下步骤照射步骤，用太赫兹波照射所述对象；检测步骤，检测来自经所述太赫兹波照射的对象的太赫兹波；变换步骤；提取步骤；以及比较步骤。在所述变换步骤中，对基于由所述检测单元检测到的信号而获得的太赫兹时间波形，执行所述小波变换。在所述提取步骤中，提取与对象的特征谱部分相关的小波展开系数，所述对象具有包括所述特征谱部分的频谱。在所述比较步骤中，将在所述提取步骤中提取的所述小波展开系数的值与在所述变换步骤中获得的小波展开系数的值中的、与所提取的小波展开系数相同的系数位置处的值进行比较。另外，在所述提取步骤中，通过用零值来替换经过在所述变换步骤中执行的所述小波变换而分解获得的所述小波展开系数的一部分，来执行小波反变换。接着，对通过所述小波反变换获得的太赫兹时间波形执行傅立叶变换，以求出改变所述特征谱部分的小波展开系数。
此外，考虑上述问题，用于提取与特征谱部分相关的小波展开系数的根据本发明的提取方法包括获得步骤，变换步骤，以及提取步骤。在所述获得步骤中，获得来自对象的太赫兹波的时间波形，所述对象具有包括特征谱部分的频谱。在所述变换步骤中，对在所述获得步骤中获得的所述太赫兹时间波形执行小波变换。在所述提取步骤中，提取与对象的
5特征谱部分相关的小波展开系数，所述对象具有包括所述特征谱部分的频谱。另外，在所述
提取步骤中，通过用零值来替换经过在所述变换步骤中执行的所述小波变换而分解获得的
所述小波展开系数的一部分，来执行小波反变换。接着，对通过所述小波反变换获得的太赫
兹时间波形执行傅立叶变换，以求出改变所述特征谱部分的小波展开系数。 根据本发明的所述装置和方法(检查装置和检查方法)能够将存储的与特征谱部
分相关的小波展开系数的值与通过所述变换单元获得的小波展开系数的值之中的、与所存
储的小波展开系数相同的系数位置处的值进行比较。另选的是，能够对太赫兹时间波形执
行小波变换以提取与特征谱部分相关的小波展开系数。 因此，典型地可利用具有相对少的数据量的小波展开系数来对对象(样品)进行检查(例如能够执行对对象的识别或者成像)。通过处理相对少的数据量，能够提高检查速度。 本发明的进一步特征将从参照附图对示例性实施方式的下列描述中显而易见。


图1A和1B是用于描述根据实施方式的检查装置的配置的示意图； 图2A和2B是例示了在样品不可用时和样品可用时分别获得的太赫兹波的时间波
形及其各自的傅立叶变换的示意图； 图3A、3B以及3C是用于描述第一和第二示例的示意 图4A和4B是用于例示医药产品的频谱的示意图。
具体实施例方式
现在将根据附图详细说明本发明的优选实施方式。
(检查装置) 现在将参照图1A对根据实施方式的检查装置(用于检查对象的检查装置)进行说明。 根据本实施方式的所述检查装置包括用太赫兹波照射对象12 (样品)的照射单元ll(例如，由光导设备构成)。 此外，所述检查装置包括检测单元13(例如由光导设备构成)，其检测来自经太赫兹波照射的对象12的太赫兹波。在该情况下，检测单元13检测从对象12获得的太赫兹波。就是说，检测单元对从对象12反射或者散射，或者透射过对象12的太赫兹波进行检测。
此外，所述检查装置包括变换单元14，其对基于由检测单元13检测到的信号而获得的太赫兹时间波形(例如，图2A所示的波形)执行小波变换。在该情况下，变换单元14对利用由检测单元13所检测到的所述太赫兹波而获得的所述太赫兹波的时间波形(例如图2A所示的波形)执行小波变换。 此外，所述检查装置包括选择单元15，其从所述小波变换中的第一展开系数(例如图3A的横坐标)中选择预先存储在例如半导体存储器中的并且包括在所述第一展开系数中的第二展开系数，所述第二展开系数例如是在图3B中确定的第309个小波展开系数，所述第309个小波展开系数是利用参照物而获得的与特征谱部分相关的展开系数，所述参照物具有诸如吸收谱的特征谱部分。
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此外，所述检查装置包括比较单元16，其用于将所述第二展开系数的第一值(例 如在图3B中确定的第309个小波展开系数的情况下的值3. 17)与所述选择单元15选择的 第二展开系数的第二值(相对于对象12的第309个小波展开系数的值)相比较。
因此，典型地可使用数据量相对少的小波展开系数来检查对象12 (例如能够执行 对象的识别和成像)。通过处理相对少的数据量，能够提高检查速度。在此，所述检查指的 是在参照物(例如医药产品)和与所述参照物相同类型的不同物体(对象12)之间执行的 比较。因此，所述对象可被识别。 在该情况下，所述检查装置优选地包括确定单元17，所述确定单元17基于所述比 较单元16所获得的结果来确定所述对象12是否是所述参照物。
(提取单元) 在上述配置中，典型的是，所述检查装置优选地包括提取单元，所述提取单元用于 提取与所述特征谱部分相关的小波展开系数。所述提取单元提取预先存储的、与物体的特 征谱部分相关的小波展开系数的系数位置和值，所述物体具有包括所述特征谱部分的频 谱。 此外，在该情况下，还利用所述提取单元，针对所述对象提取与特征谱部分相关的 小波展开系数，以将所提取的小波展开系数的值与预先存储的所述小波展开系数的值进行 比较。 所述提取单元例如通过用零值来替换经所述变换单元执行的所述小波变换而分 解出的小波展开系数中的、基于给定标准而选定的一部分，来执行小波反变换。接着，对通 过所述小波反变换获得的太赫兹时间波形执行傅立叶变换，以求出改变所述特征谱部分的 小波展开系数。 此外，可提取与特征谱部分具有高相关性(关联度)的小波展开系数。此方法利 用与特征谱部分强相关的小波展开系数的存在与否的属性，来确定通过小波反变换获得的 时间波形是否具有特征谱部分。 为了保证适当地执行所述比较和提取，变换单元例如使用与太赫兹波形强相关的 母小波(mother wavelet)，并且对所述太赫兹波形执行小波变换，使得所述特征谱部分将 与所述小波展开系数的一部分相关联。 所述装置能够用于确定对象是否是具有包含特征谱部分的频谱的物体，从而构造 用于基于所述确定来筛选(screening)对象的筛选系统。 [OO42](检查方法) 另外，根据本实施方式的另一检查方法(用于检查对象的检查方法)包括下述步 骤a)到e)。 a)照射步骤ll，所述照射步骤11用于用太赫兹波照射对象12。
b)检测步骤13，所述检测步骤13用于检测来自经所述太赫兹波照射的对象12的 太赫兹波。另选的是，所述检测步骤13用于检测从所述对象12反射或散射，或者透射过所 述对象12的太赫兹波。 c)变换步骤14，所述变换步骤14用于对基于在所述检测步骤13中检测到的信号 而获得的太赫兹时间波形执行小波变换。另选的是，变换步骤14用于对利用在所述检测步 骤13中检测到的太赫兹波而获得的该太赫兹波的时间波形执行小波变换。
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d)选择步骤15，所述选择步骤15用于从在所述变换步骤14中获得的第一展开系 数中选择预先存储的第二展开系数(该展开系数与利用具有特征谱部分的参照物而获得 的特征谱部分相关联)。 e)比较步骤16，所述比较步骤16用于将在所述选择步骤15中选择的所述小波展 开系数的值，与所述变换步骤14中获得的小波展开系数的值之中的与所提取的小波展开 系数相同的系数位置处的值进行比较。另选的是，所述比较步骤16用于将预先存储的第二 展开系数的第一值，与在所述选择步骤15中选择的所述第二展开系数的第二值进行比较。
所述检查方法优选地包括确定步骤，所述确定步骤用于基于在所述比较步骤16 中获得的结果，来确定所述对象12是否是所述参照物。
(提取步骤) 另外，所述检查方法优选地包括提取步骤，所述提取步骤用于通过利用零值来替 换经所述变换步骤中执行的所述小波变换而分解出的所述小波展开系数的一部分，来执行 小波反变换。在该情况下，对通过所述小波反变换获得的太赫兹时间波形执行傅立叶变换， 来求出改变所述特征谱部分的小波展开系数。 在所述提取步骤中，例如利用零值来替换大于或等于所述阈值或者小于或等于所 述阈值的小波展开系数的值，并且执行诸如小波反变换的处理，由此在每次改变阈值时执 行所述处理。因此，求出使所述特征谱部分变化的小波展开系数。 另外，可提取与特征谱部分具有高相关性(关联度)的小波展开系数。该方法利 用与特征谱部分强相关的小波展开系数的存在与否的属性，来确定通过小波反变换所获得 的时间波形是否具有特征谱部分。 在所述提取步骤中，通过在用零值来替换在指定的系数位置范围内的小波展开系 数的值之后执行所述处理并且在每次所述范围变化时执行所述处理，可求出使所述特征谱 部分变化的小波展开系数。 所述检查方法可进一步包括下述保存步骤和恢复步骤。在所述保存步骤中，当在 所述比较步骤中确定所述对象是具有包括所述特征谱部分的频谱的物体时，用零值或者小 值来替换几乎不具有信号分量并且表现出噪声的小波展开系数的值。随后保存信息压縮的 小波展开系数。在所述恢复步骤中，对在所述保存步骤中保存的信息压縮的小波展开系数 执行小波反变换，以恢复所述对象的所述太赫兹时间波形。基于在所述恢复步骤中恢复的 所述对象的所述太赫兹时间波形，能够确定吸收率或者折射率，从而执行对对象进行成像 的成像步骤。即使利用高速获得的具有较差SN比的数据，也能够提高所恢复的太赫兹时间 波形的SN比。因此能够高速地按照有利的方式执行成像。
(提取方法)
将描述本发明的另一实施方式。 可利用适当方法来提取与特征谱部分(指纹图谱)相关的小波展开系数。所述适 当方法包括研究所述小波展开系数中的变化是否引起所述特征谱部分的变化，并且提取 引起这种变化的小波展开系数。换言之，将候选小波展开系数设置为零，对其执行小波反变 换，并且对所获得的太赫兹时间波形执行傅立叶变换。确定通过所述傅立叶变换而获得的 频谱的特征谱部分是否变化，由此提取引起变化的小波展开系数作为目标小波展开系数。
另外，根据本实施方式的另一提取方法(用于从具有特征谱部分的参照物提取与所述特征谱部分相关的展开系数的提取方法)包括下列步骤。 所述方法包括获得步骤，变换步骤以及提取步骤。在所述获得步骤中，从具有包 括特征谱部分的频谱的对象获得太赫兹波的时间波形。在所述变换步骤中，对在所述获得 步骤中获得的所述太赫兹时间波形执行小波变换(第一变换步骤)。在所述提取步骤中，提 取与具有包括特征谱部分的频谱的物体的特征谱部分相关的小波展开系数。另外，在所述 提取步骤中，通过用零值来替换经由在所述变换步骤中执行的所述小波变换而分解出的所 述小波展开系数的一部分，来执行小波反变换(反变换步骤)。随后，对通过所述小波反变 换获得的所述太赫兹时间波形执行傅立叶变换(第二变换步骤)。在改变所述展开系数的 一部分的同时，重复所述反变换步骤和所述第二变换步骤。因此，求出引起所述特征谱部分 变化的小波展开系数。
示例 接下来，将描述利用与特征吸收谱相关的小波展开系数的检查装置和方法的具体 示例，所述特征吸收谱是具有特征谱部分的频谱的示例。特征吸收谱在所述太赫兹波范围 内，有时可称为指纹图谱。当获得指纹图谱时，典型的是使用从30GHz到30THz (包含30GHz 和30THz)的范围内的太赫兹波，所述太赫兹波包括从O. lTHz到lOTHz(包含O. lTHz和 lOTHz)的范围内的频率分量。 在下列示例中将描述如下方法，在所述方法中将已高速获得其数据的太赫兹时间
波形通过小波变换分解为小波展开系数，并且从所述小波展开系数中提取与特征吸收谱相
关的小波展开系数。接着，将描述如下检查装置和方法，所述检查装置和方法利用与所述特
征吸收谱相关的所述小波展开系数，确定样品是否是具有所述特征吸收谱的物质。 下面将描述的本发明的示例与具有所述太赫兹范围内的特征吸收谱的样品的检
查相关。将描述光子晶体作为这种样品的示例。所使用的光子晶体在所述太赫兹范围内具
有两个特征吸收谱。 虽然下面将描述利用光子晶体的示例，但本发明通常也可应用于具有指纹图谱的 任何材料。例如，本发明还可应用于医药产品(西米替汀，甲灭酸，氯磺丙脲，兰索拉唑)，荷 尔蒙分子(孕酮，多巴胺，乙酰胆碱，雌三醇)，环境内分泌干扰物(氨基三唑，二苯甲酮)， 糖类(麦芽糖，葡萄糖)等。作为示例，在图4A和4B中分别例示出西米替汀和甲灭酸的指 纹图谱。这些示例示出特征吸收谱存在于从O. lTHz附近到2. 5THz附近的频率范围内。
(第一示例) 图1B是第一示例的配置的示意图。 太赫兹波照射单元1用生成的太赫兹波照射样品2。另外，太赫兹波检测单元3检 测透射过所述样品的太赫兹波。个人计算机4加载由所述太赫兹波检测单元3检测到的信 号。 可使用利用光导设备生成太赫兹波的单元作为所述太赫兹波照射单元1。另外，还 可使用利用光导设备来检测太赫兹波的单元作为所述太赫兹波检测单元3。在此使用的所 述光导设备能够生成并且检测其频率范围从0. lTHz到2. 5THz (包含0. lTHz和2. 5THz)的 太赫兹波。 已知一种使用光导设备生成并检测太赫兹波的方法是THz-TDS(太赫兹时域谱技 术)。通过所述太赫兹波检测单元3获得的信号是太赫兹波时间波形。太赫兹波时间波形可通过扫描由台(stage)组成的延迟系统(图1B中未明确示出)来获得。然而，为了提高 SN比，缓慢扫描所述台，并且对所述台上的各点处的信号进行集合。因此，太赫兹波时间波 形的获得是耗费时间的。 另选的是，首先高速扫描所述台。这样做时，要高速获得太赫兹波的时间波形，其 中对于每个数据获得点处的平均，可以仅获得少量数据单元。接着重复获得具有少量数据 单元的所述太赫兹波的时间波形。累加所述太赫兹波的所述时间波形，并求平均以进行降 噪(提高SN比)。在该情况下，由于重复测量所述太赫兹波的时间波形，所以求平均以最终 形成具有良好SN比的所述太赫兹波的时间波形是耗费时间的。 传统上，对具有按照该方式缓慢测量的良好SN比的太赫兹波的时间波形执行傅 立叶变换，并且比较频谱分布以确定所测量的样品是否具有特征吸收谱。然而，由于频率范 围宽且要比较的数据量更大，所以该方法是不实用的。如图所示，传统方法需要时间以获得 要在傅立叶变换中使用的太赫兹波的时间波形。另外，为了确定所测量的样品是否具有特 征吸收谱而使用的待比较的数据量也增加。 考虑这些因素，本发明被配置为使得即使对于快速获得的太赫兹波的时间波形， 也能够确定所测量的样品是否具有特征吸收谱。具体来说，例如快速扫描延迟系统的台，在 短时间段内获得具有相对少量数据单元的太赫兹波的时间波形(具有不良SN比)，将该数 据加载到个人计算机4上，并且通过用于执行小波变换的单元5 (变换单元)将其分解为小 波展开系数。通过使用与所述太赫兹时间波形强相关的母小波，能够相对容易地将作为信 号分量的太赫兹波与噪声相分离。"强相关"指的是具有类似所述太赫兹时间波形的形状， 从而使得能够利用尽可能少量的小波展开系数进行描述。在该情况下，将所述太赫兹波时 间波形的数据单元的数量设置为Ls = 4096 (212)，并且将Coif let4用作母小波。另外，将 要决定小波展开系数的数量的级设置为log2Ls = 12，这是在该情况下的最大数量。
接下来，对单元6(提取单元)执行的提取方法进行描述，所述单元6用于提取与 特征吸收谱有关的小波展开系数。当对通过小波变换获得的小波展开系数按照原样(不对 各个小波展开系数进行任何改变)进行小波反变换时，获得所述小波变换之前的太赫兹波 的时间波形。然而，在该情况下，将执行下列操作。首先，将阈值设置为接近零的值(相对 小的值)。接着，例如使用具有小于或等于所述设置阈值的值的小波展开系数来执行小波反 变换。换言之，利用零值来替换大于所述设置阈值的值，并且利用具有(未被零值替换的) 一值的小波展开系数来执行小波反变换。随后对通过所述小波反变换而获得的波形执行傅 立叶变换。 按照类似方式，通过稍微增加所述设置阈值，来执行相同处理。通过递增增加所述 阈值，并且观察由于傅立叶变换所引起的所述频谱的变化，发现特征吸收谱的显著变化，诸 如当所述阈值的值变化时，时而发生的所述特征吸收谱的消失或者出现。计算在该点处的 与在先和后续阈值相对应的小波展开系数之间的差异，使得能够找到引起所述特征吸收谱 中的显著变化的小波展开系数。保存按照此方式找到的引起所述特征吸收谱中的显著变化 的小波展开系数的位置和值。 图2A例示了作为不使用样品时的太赫兹波时间波形的基准波形(虚线)和当使 用具有在所述太赫兹范围内的特征吸收谱的光子晶体作为样品时的太赫兹波的时间波形 (实线)。
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图2B例示了对所述波形分别执行的傅立叶变换的频谱结果。在ITHz附近和 1. 6THz附近下降的频谱(实线)是当使用所述光子晶体作为样品时的太赫兹波时间波形的 傅立叶变换，而没有所述吸收谱的频谱(虚线)是所述基准波形的傅立叶变换。
图3A是对使用所述光子晶体作为样品时的所述太赫兹波时间波形执行小波变换 而获得的小波展开系数的一部分的图示。如上文较早所述，使用Coiflet4作为所述母小 波，并且将级设置为log2Ls = 12(将信号数据单元的数量设置为Ls = 4096)。由图3A中 的纵坐标的值5和-5附近的四方形所围绕的区域是当绝对值相同的阈值递增变化时，改变 之前与改变之后的小波展开系数差异的示意性图示。如果在绝对值相同的阈值变化前与变 化后存在频谱差异，则所述频谱中的变化是由于在所述四方形所围绕的区域内包括的小波 展开系数所引起的。因此，通过多样地改变所述阈值，来改变所述四方形所围绕的区域并且 提取包括在所述区域内的小波展开系数，能够对所述小波展开系数与频谱变化之间的关系 进行研究。如果所述阈值的变化幅度显著，则所述区域可能包括多个小波展开系数。通过 设置小的阈值变化幅度，可减少所述四方形所围绕的区域，并且可减少与特征吸收谱相关 的小波展开系数的数量。从增加数据处理速度的角度来看，与所述特征吸收谱相关的小波 展开系数的数量越小，越好。 按照此方式对与相对于所述光子晶体的特征吸收谱相关的小波展开系数的研究， 显示出第309个小波展开系数的值是与所述特征吸收谱相关的小波展开系数。当呈现所述 特征吸收谱时所述第309个小波展开系数的值是3. 17，而当所述值变为零值时所述特征吸 收谱的所述吸收谱会明显地消失。图3B中的实线示出了当第309个展开系数的值取3. 17 并且存在特征吸收谱时的频谱。 另一方面，图3B中的虚线示出了当将所述第309个展开系数的值设置为零值时的 频谱。示出所述频谱已明显消失了。因此，首先按照此方式，针对具有特征吸收谱的样品， 预先检查与所述特征吸收谱相关的小波展开系数的位置和值。接着，利用相同母小波，对未 知样品执行相同小波变换，并且检索预先检查的所述系数位置处的与所述特征吸收谱相关 的小波展开系数的值。通过利用比较单元7来检查所述值是否与具有所述特征吸收谱的物 体的值近似相同，能够对所述样品进行检查。 当通过所述检查确定所述未知样品具有特征吸收谱时，通过利用零值或者小值来 替换表示噪声的所述小波展开系数的值，只需将所述小波展开系数保存在个人计算机上。 因此，可与降噪和信息压縮同时地实现对样品是否具有特征吸收谱的检查。通过对保存的 信息压縮的小波展开系数执行小波反变换，能够恢复经降噪的具有特征吸收谱的太赫兹波 时间波形。基于此，能够实现具有良好SN比的对象的成像。 虽然将本发明设置为利用所述太赫兹波检测单元3来检测透射过所述样品2的太 赫兹波，但本示例也可另选地被设置为利用所述太赫兹波检测单元3来检测从所述样品2 反射或者散射的太赫兹波。另外，虽然使用Coiflet4作为所述母小波，但也可使用其它母 小波，只要这种小波与太赫兹时间波形具有强相关性即可。此外，虽然在上述示例中使用 log2Ls = 12(Ls是信号数据单元的数量)作为小波展开级，但所述级也可以被设置为小于 12的值，只要能够找出与特征吸收谱相关的小波展开系数即可。 利用当前小波变换的所述检查装置和方法还可应用于具有指纹图谱的材料，诸如 上述医药产品、荷尔蒙分子以及糖类。
(第二示例) 第二示例被设置为用于在不使用如所述第一示例中的阈值的情况下，确定与特征 吸收谱相关的小波展开系数的位置和值。所述第一示例利用阈值来确定与特征吸收谱相关 的小波展开系数，所述第一示例可表述为关注太赫兹波时间波形与母小波之间的相关度， 或者换言之关注所述小波展开系数的大小的方法。所述第二示例通过关注小波展开系数的 频率(即系数的位置)来获得与特征吸收谱相关的所述小波展开系数的位置和值。
在图3C中，小波展开系数的位置的值越大，该波的频率越高。因此，在图3C中，对 值500附近位置的小波展开系数与值100附近位置的小波展开系数的比较显示出对于值 500附近的小波展开系数来说，所述波中包含的频率更高。因此，指定所述小波展开系数的 位置而非所述小波展开系数的值，将该位置处的所述小波展开系数的值变为零值并且执行 小波反变换，随后，执行傅立叶变换来检查在特征吸收谱中是否发生变化。在该情况下，可 以仅将小波展开系数的一个位置变为零值，或者可以指定一个位置范围，诸如从值550到 值600，由此将该范围内的所有小波展开系数值变为零值。另选的是，所述指定不必限于一 个范围，而是可指定多个范围。无论如何，按照此方式减少了与特征吸收谱相关的小波展开 系数，并且识别出了该小波展开系数。 虽然第二示例在找出与特征吸收谱相关的小波展开系数的位置和值的方法上与
所述第一示例不同，但所述第二示例的其它方面均与所述第一示例相同。(其它示例) 本发明的各方面还可通过如下系统或者装置的计算机(或者诸如CPU或者MPU的 设备)来实现，所述系统或者装置读取并执行存储设备上记录的程序以执行上述实施方式 的功能，并且本发明的各方面还可通过下述方法来实现，所述方法的步骤通过如下系统或 者装置的计算机来执行，所述系统或者装置例如读取并且执行存储设备上记录的程序以执 行上述实施方式的功能。为此目的，例如经由网络或者从用作所述存储设备的各种记录介 质(即计算机可读介质))向所述计算机提供所述程序。可使用任何存储介质，只要其中能 够存储所述计算机将执行的所述程序即可。可使用任何存储介质，只要其中能存储所述计 算机将执行的所述程序即可。 虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但应该理解，本发明不限于所公开 的示例性实施方式。所附权利要求的范围应被给予最宽泛的释义，以便涵盖所有这些修改 以及等同的结构和功能。
权利要求
一种用于检查对象的检查装置，所述检查装置包括照射单元，所述照射单元用于用太赫兹波照射所述对象；检测单元，所述检测单元用于检测从所述对象获得的太赫兹波；变换单元，所述变换单元用于对利用由所述检测单元检测到的所述太赫兹波而获得的所述太赫兹波的时间波形执行小波变换；选择单元，所述选择单元用于从所述小波变换中的第一展开系数中选择预先存储的第二展开系数，并且所述第二展开系数包括在所述第一展开系数中；以及比较单元，所述比较单元将所述第二展开系数的第一值与由所述选择单元选择的所述第二展开系数的第二值进行比较。
2. 根据权利要求l所述的检查装置，其中所述第二展开系数是利用具有特征谱部分的参照物获得的展开系数，并且与所述特征谱部分相关，所述检查装置包括确定单元，所述确定单元用于基于所述比较单元所获得的结果，来确定所述对象是否是所述参照物。
3. —种用于检查对象的检查方法，所述检查方法包括用太赫兹波照射所述对象；检测从所述对象获得的太赫兹波；对利用在所述检测步骤中检测到的所述太赫兹波而获得的所述太赫兹波的时间波形，执行小波变换；从所述小波变换中的第一展开系数中选择预先存储的第二展开系数，并且所述第二展开系数包括在所述第一展开系数中；以及将所述第二展开系数的第一值与在所述选择步骤中选择的所述第二展开系数的第二值进行比较。
4. 根据权利要求3所述的检查方法，其中所述第二展开系数是利用具有特征谱部分的参照物获得的展开系数，并且所述第二展开系数与所述特征谱部分相关，所述检查方法包括基于在所述比较步骤中获得的结果，确定所述对象是否是所述参照物。
5. —种计算机可读存储介质，所述介质存储有使计算机执行如权利要求3所述的检查方法的程序。
6. —种使计算机执行如权利要求3所述的检查方法的程序。
7. —种提取方法，所述提取方法用于从具有特征谱部分的参照物提取与所述特征谱部分相关的展开系数，所述提取方法包括获得步骤，获得从所述参照物反射或者散射，或者透射过所述参照物的太赫兹波的波形；第一变换步骤，对在所述获得步骤中获得的太赫兹时间波形执行小波变换；反变换步骤，对所述小波变换中的展开系数的一部分执行小波反变换；第二变换步骤，对在所述反变换步骤中获得的所述太赫兹时间波形执行傅立叶变换，射在改变所述展开系数的所述一部分的同时，重复执行所述反变换步骤和所述第二变换步骤。
8.根据权利要求7所述的提取方法，其中执行所述小波反变换包括在指定所述展开系数的所述一部分时设置阈值，所述提取方法被设置为用零值替换大于或等于所述设置阈值或者小于或等于所述设置阈值的所述展开系数的值。
全文摘要
一种检查装置，所述检查装置用于利用数据量相对少的扩展系数对对象(样品)进行检查(例如执行对所述对象的识别或者成像)。所述检查装置包括变换单元，所述变换单元对利用由检测单元检测到的太赫兹波而获得的太赫兹时间波形执行小波变换。此外，所述检查装置包括选择单元，所述选择单元从所述小波变换中的第一展开系 数中选择预先存储的并且包括在所述第一展开系数中的第二展开系数。此外，所述检查装置包括比较单元，所述比较单元用于将所述第二展开系数的第一值与由所述选择单元选择的所述第二展开系数的第二值进行比较。
文档编号G01N21/27GK101769864SQ20091025851
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月11日 优先权日2008年12月12日
发明者盐田道德 申请人:佳能株式会社