[发明专利]一种基于经验小波变换的太赫兹成像方法、系统和设备

权利要求书

1.一种基于经验小波变换的太赫兹成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1、对被测样品进行二维成像，得到所述被测样品上各点的太赫兹时域信号；

步骤2、对所述各点的太赫兹时域信号进行经验小波变换，自适应地得到被测样品上各点的各个分辨率的模态分量；

步骤3、选取多个所述模态分量中的第一个模态分量，计算其最大值或特定时间点下的强度；

步骤4、重构所述被测样品的太赫兹图像。

2.根据权利要求1所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

所述步骤3还包括判断是否为进行样品表面成像，当进行样品表面成像时，选择计算所述第一个模态分量的最大值。

3.根据权利要求1所述的太赫兹成像方法，其特征在于，

所述步骤3还包括判断是否为进行样品层析成像，当进行样品层析成像时，根据样品层状分布、材料特性和成像深度确定飞行时间，根据所述飞行时间选择计算所述第一个模态分量特定时间点下的强度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中得到各点的太赫兹时域信号的各个分辨率的模态分量为，将太赫兹时域信号的傅里叶谱划分为若干范围，根据经验小波确定经验尺度函数和经验小波函数，然后根据上述经验尺度函数和经验小波函数确定各模态分量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括，

步骤200、计算太赫兹时域信号的傅里叶谱；

步骤201、对信号的傅里叶谱进行自适应划分；

将傅里叶谱分割成N个连续的部分Λ_n，定义w_n为各连续部分的边界，取信号傅里叶谱中相邻两个极大值点的中点为边界：

其中，为满足香农定理，将Λ_n限制[0,π]；

步骤202、确定经验尺度函数与经验小波函数；

以每个w_n为中心，取宽度T_n＝2τ_n作为过渡段，经验小波定义为每个Λ_n上的带通滤波器，根据Meyer小波构造经验小波，确定经验尺度函数和经验小波函数：

其中，与为经验尺度函数Φ_n和经验小波函数的傅里叶变换，τ_n和β(x)可表示为τ_n＝rw_n，0r1且β＝x⁴(35-84x+70x²-20x³)；

步骤203、计算信号分解后的各个模态函数；定义如下：

其中，模态函数总数为N+1个，表示近似系数，由信号与经验尺度函数内积产生，为经验小波变换细节系数，由信号与经验小波函数内积产生。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，对被测样品进行二维成像，采用太赫兹逐点扫描成像或太赫兹焦平面成像，并结合透射式成像或反射式成像。

7.一种基于经验小波变换的太赫兹成像系统，其特征在于，所述系统包括：

成像模块，对被测样品进行二维成像，得到所述被测样品上各点的太赫兹时域信号；

经验小波变换模块，用于计算所述各点的太赫兹时域信号的各个分辨率的模态分量；

图像重构模块，根据所述多个模态分量中的第一个模态分量的最大值或特定时间点下的强度，重构所述被测样品的太赫兹图像。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述经验小波变换模块还包括，

傅里叶谱计算和分割模块，用于将信号的傅里叶谱分割成N个连续的部分；

经验尺度函数与经验小波函数确定模块，基于上述N个连续部分的边界和过渡段，确定经验尺度函数和经验小波函数；

以及，模态函数计算模块，用于通过上述经验尺度函数和经验小波函数计算获得信号分解后各个模态函数。