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原文传递 基于有序子集快速收敛的太赫兹成像方法
专利名称: 基于有序子集快速收敛的太赫兹成像方法
摘要: 本发明公开了一种基于有序子集快速收敛的太赫兹成像方法,主要解决现有技术成像速度较慢的问题。其实现过程为:固定太赫兹时域光谱THz‑TDS系统不动,通过三维扫描架系统控制目标物体移动,通过扫描架系统中的转台控制目标旋转的方式录取数据;对录取数据采用频域能量求和的方法进行预处理获得预处理后数据;利用比尔定律对预处理后数据进行处理得到衰减系数线积分数据;对衰减系数线积分数据根据子集均衡条件划分有序子集;对有序子集数据采用二次收敛步长算法进行成像,并通过循环迭代更新图像直到达到收敛要求,实现太赫兹成像。本发明加快了图像收敛速度,提高了成像效率,可用于生物组织、医学场景中的太赫兹成像。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 陕西;61
申请人: 西安电子科技大学
发明人: 丁金闪;王天鹤;吴紫阳
专利状态: 有效
申请号: CN201811488183.0
公开号: CN109374567A
代理机构: 陕西电子工业专利中心 61205
代理人: 王品华;朱红星
分类号: G01N21/3581(2014.01)I;G;G01;G01N;G01N21
申请人地址: 710071 陕西省西安市雁塔区太白南路2号
主权项: 1.基于有序子集快速收敛的太赫兹成像方法,包括如下:(1)通过太赫兹时域光谱THz‑TDS系统录取数据:将TDS系统固定不动,通过三维扫描架系统实现目标物体相对于TDS系统的移动,通过扫描架系统中的转台实现目标的旋转;设初始角度为0度,角度采样间隔为Δθ,旋转次数为N,得到总的成像角度大小为θ=NΔθ;每旋转一个角度,通过扫描架控制目标在垂直于波束的平面内进行水平移动,设移动间隔为Δl,水平移动次数为M,每移动一次则录取一次数据,每次录取数据的长度为K,得到录取的数据大小为N×M×K;(2)对录取数据进行预处理:即先对数据进行快速傅里叶变换FFT,将数据从时域变换到频域,再用500‑520GHz的太赫兹频段信号的积分和作为最终的信号,得到大小为N×M的预处理后数据S;(3)根据比尔定律,对预处理后数据S进行归一化后取对数,再取负值,得到衰减系数线积分数据:B=‑ln(S/max(S));(4)将衰减系数线积分数据B根据子集均衡条件按照角度划分为如下有序子集:其中,k为第k个子集,k=1,2...Nsub,Nsub为划分的子集个数,H为每个子集包含的角度的个数:H=N/Nsub,θk,h为第k个子集中第h个角度,θk,h=(k‑1)Δθ+(h‑1)NsubΔθ,h=1,2...H,为B中对应角度为θk,h的数据;(5)对有序子集数据利用二次步长收敛的期望最大化算法进行成像:(5a)设初始化图像为x0,其中x0中的元素为:其中J=M2为图像像素个数;(5b)利用第1个子集数据更新图像,得到更新后的图像x(1)=x(0)·Dc其中,x(1)为更新后的图像,Dc为修正因子;(5c)将重建出的x(1)作为初始值代入下一个子集中,重复步骤(5b),循环更新图像直到做完第Nsub个子集,完成本次迭代。(6)将以上一次迭代的结果作为下一次迭代初值,重复(5b)到(5c)进行新一轮迭代,直到得到符合收敛要求的结果为止。
所属类别: 发明专利
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