可准确获取被检物品尺寸信息的太赫兹成像系统及其方法与流程

1.本发明涉及安检技术领域，尤其是涉及毫米波/太赫兹成像安检技术领域，一种可准确获取被检物品尺寸信息的太赫兹成像系统及其方法。


背景技术：

2.太赫兹成像系统是通过太赫兹光学装置获取物体辐射出的太赫兹信号，并将其聚焦于太赫兹探测器阵列(以下简称为“探测器”)上，从而对物体成像，其原理如图1所示，图1中，物体1发出的太赫兹辐射经过太赫兹光学装置2聚焦到位于像平面的探测器3的上，形成太赫兹图像4；经过图像处理软件结合人工智能技术对太赫兹图像的形状轮廓进行识别，就可大致判断该物体的类别。该太赫兹成像原理目前已广泛应用于被动式太赫兹安检领域，太赫兹安检仪对旅客衣物内所携带的物品成像后，通过图像处理软件对物品图像进行判别，便可知道旅客是否携带违禁品，例如根据图2可判断出旅客携带了疑似手机物品。
3.但是，现有的这种被动式太赫兹安检系统在实际应用中往往会出现以下现象：旅客所携带物品的太赫兹图像会随着被检旅客与太赫兹安检仪之间距离的变化而变化，见图3，图3中2为太赫兹光学装置，当被测物体1从第一位置a移动到第二位置a’时，被测物体在第一位置a的成像4(实心箭头状)变为成像4’(空心箭头状)，成像4与成像4’虽然形状一致，但是两者在探测器所在的像面上的大小并不一致，图3中成像4的像高大于成像4’的像高，由此会造成后续图像识别软件对物品的误判；例如，旅客随身携带的手机的太赫兹图像会随着旅客逐渐走近安检仪而呈现出逐渐变大的矩形阴影，而图像识别软件仅通过太赫兹图像上阴影的形状很难准确识别出物品的类别，因而现有这种被动式太赫兹安检系统的安检准确性无法达到准确甄别的要求。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供了一种可准确获取被检物品尺寸信息的太赫兹成像系统，其能解决现有系统存在的安检物品的甄别准确率低的问题。为此，本发明还提供了该太赫兹成像系统取被检物品尺寸信息的方法。
5.其技术方案为，一种可准确获取被检物品尺寸信息的太赫兹成像系统，其包括太赫兹光学装置、探测器和图像识别处理装置，所述探测器设置于所述太赫兹光学装置的像方一侧，所述探测器与图像识别处理装置电控连接，其特征在于：在所述太赫兹光学装置与探测器之间、且在所述太赫兹光学装置的像方焦点处设置有一孔径光阑。
6.进一步的，所述探测器设置于所述太赫兹光学装置的像方一侧、且与所述太赫兹光学装置呈角度设置，所述太赫兹光学装置与所述探测器之间、且在所述太赫兹光学装置的像方焦点处设有反射镜，所述反射镜为一孔径光阑。
7.更进一步的，所述太赫兹光学装置的光路中心与探测器的探测成像平面平行，所述反射镜与所述太赫兹光学装置的中心呈45
°
斜向设置。
8.更进一步的，其还包括显示装置，所述显示装置与所述图像识别处理装置电控连
接。
9.基于上述太赫兹成像系统获取被检物品尺寸信息的方法，在图像识别处理装置内进行参数预设，所述参数为太赫兹光学装置的设计放大率β，太赫兹光学装置连续获取移动中的被检物品本身辐射出的太赫兹辐射信号，并将获取的太赫兹辐射信号经由孔径光阑聚集到位于像平面位置处的探测器上进行物品成像；探测器探测并接收由所述太赫兹光学装置及孔径光阑聚集的太赫兹辐射信号，并将太赫兹辐射信号传给图像识别处理装置；所述图像识别处理装置对接收到的太赫兹辐射信号进行滤波、放大、采样及数字图像处理并识别测量物品的成像尺寸信息y’，再根据预设的太赫兹光学装置的设计放大率β，计算得到被检物品尺寸信息y＝y’/β。
10.本发明系统的有益效果在于：其在太赫兹光学装置的像方焦点处设置一个孔径光阑，从而将太赫兹成像光路设置成为物方远心光路，由此被检物品的太赫兹成像的图像大小不会随着被检物品与太赫兹光学装置之间距离的变化而变化、并能始终保持不变；同时，通过识别始终保持不变的物品太赫兹成像的图像尺寸，并结合预设的太赫兹光学装置的设计放大倍率，即能计算得到物品的准确尺寸大小，从而能有效提高物品太赫兹成像甄别的准确性。
附图说明
11.图1为现有太赫兹成像系统成像原理图；
12.图2为现有太赫兹成像结果示意图；
13.图3为采用现有太赫兹成像系统进行旅客安检时被检旅客与太赫兹安检仪之间的距离变化与所携带物品的太赫兹图像大小变化关系的示意原理图；
14.图4为采用本发明的太赫兹成像系统进行旅客安检时被检旅客与太赫兹安检仪之间距离变化不影响所携带物品的太赫兹图像大小的示意原理图；
15.图5为本发明太赫兹成像系统的实施例示意图。
16.附图标记：1-被测物品，2-太赫兹光学装置，3-探测器，4-被测物品在第一位置a处时的太赫兹成像，4
’‑
被测物品在第二位置a’处时的太赫兹成像，5-孔径光阑，6-被动式太赫兹安检仪，7-反射镜，8-显示装置，9-物品，10-待检测人员。
具体实施方式
17.见图4，本发明一种可准确获取被检物品尺寸信息的太赫兹成像系统，其包括太赫兹光学装置2、探测器3和图像识别处理装置，探测器3设置于太赫兹光学装置2的像方一侧，探测器3与图像识别处理装置电控连接；在太赫兹光学装置2与探测器3之间、且在太赫兹光学装置2的像方焦点f处设置有一孔径光阑5。
18.由图4可以看出，被测物品1从第一位置a向远离太赫兹光学装置2的方向移动至第二位置a’，被测物品1在第一位置a所成的像4与第二位置a’所成的像4’形状一致，由于轻度离焦的原因，被测物品1在第二位置a’所成的像4’会显得稍许模糊，但是由于设置了孔径光阑5从而使得太赫兹成像光路设置成为了物方远心光路，故成像4与成像4’的成像主光线重合，因为不会对图像识别处理装置判别被测物品1的大小产生影响。
19.基于上述太赫兹成像系统获取被检物品尺寸信息的方法，在图像识别处理装置内
进行参数预设，预设的参数具体为太赫兹光学装置2的设计放大率β，太赫兹光学装置2连续获取移动中的被检物品本身辐射出的太赫兹辐射信号，并将获取的太赫兹辐射信号经由孔径光阑聚集到位于像平面位置处的探测器上进行物品成像；探测器3探测并接收由太赫兹光学装置2及孔径光阑聚集的太赫兹辐射信号，并将太赫兹辐射信号传给图像识别处理装置；图像识别处理装置对接收到的太赫兹辐射信号进行滤波、放大、采样及数字图像处理并识别测量物品的成像尺寸信息y’，再根据预设的太赫兹光学装置的设计放大率β，即计算得到被检物品尺寸信息y＝y’/β。
20.下面结合实施例具体描述本发明系统及方法：
21.见图5，一种被动式太赫兹安检仪6，其内部设置有本发明的太赫兹成像系统，其中太赫兹成像系统中的太赫兹光学装置2设置于安检仪6朝向检测通道的一侧面上，安检仪6内部设置有探测器3和反射镜7，且反射镜7同时设置为孔径光阑，其中探测器3的探测成像平面与太赫兹光学装置2的光路中心平行，设为孔径光阑的反射镜7设置在太赫兹光学装置2的像方侧且同时位于探测器3的探测成像平面前，设为孔径光阑的反射镜7与太赫兹光学装置的光中中心呈45
°
斜向设置；图像识别处理装置内置于安检仪6中(图像识别处理装置在附图中均为未示出)，并与外置的显示装置8电控连接。
22.随身携带有物品9的待检测人员10在检测通道内正向或背向朝向太赫兹光学装置2移动，待检测人员10及其随身携带的物品9自身辐射出的太赫兹辐射信号连续不断地先由太赫兹光学装置2获取、再聚集到设为孔径光阑的反射镜7上并其反射聚焦到探测器5的成像平面上，探测器5探测并将接收到的太赫兹辐射信号传给图像识别处理装置，由图像识别处理装置对接收到的太赫兹辐射信号进行滤波、放大、采样及数字图像处理后由显示装置8显示成像，并且图像识别处理装置识别测量物品的成像尺寸信息y’、再根据预设的太赫兹光学装置的设计放大率β，即计算得到被检物品尺寸信息y＝y’/β。
23.以上对本发明的具体实施进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施方案，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。