[发明专利]一种抑制红外干扰的太赫兹相干衍射图像处理系统及方法

说明书

本发明涉及一种抑制红外干扰的太赫兹相干衍射图像处理系统及方法，其中，抑制红外干扰的太赫兹相干衍射图像处理系统包括太赫兹无透镜相干衍射成像装置以及光学斩波器，光学斩波器位于太赫兹无透镜相干衍射成像装置的成像物体前方的光路中，用于以使太赫兹信号和红外干扰信号在频域中分离且保障阵列探测器的采集信号能够对太赫兹信号进行重建的斩波频率对太赫兹波进行调制。本发明通过将光学斩波器引入太赫兹无透镜相干衍射成像装置，以使相干衍射成像时无需额外采集无太赫兹照明下的图像，简化了衍射图像的采集流程。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别是涉及一种抑制红外干扰的太赫兹相干衍射图像处理系统及方法。

背景技术

目前，在太赫兹无透镜相干衍射成像中，采集的衍射图像质量对于重建结果具有重要的影响。基于microbolometer的太赫兹波或者长波红外阵列探测器在响应太赫兹的同时会响应红外热辐射，造成采集的太赫兹衍射图像受到红外背景的干扰。

现有技术中是用有太赫兹照明的图像减去没有太赫兹照明的图像。该方法主要存在几个方面问题：(1)分别采集有太赫兹照明和无太赫兹照明的图像时，需要手动或者引入电子光阑等器件对是否遮挡照明光进行控制，故手动控制会增加采集时间，而电子光阑的引入不仅增加了新的器件，其自动化控制还需与数据采集模块集成，提高了系统复杂度；(2)由于噪声的存在，相减操作可能导致某些低照明区域的像素形成负值，需要做进一步处理；(3)为了抑制噪声，通常需要多幅图像叠加，每幅图像均需要做上述相减操作，增加了系统的复杂度。

发明内容

本发明的目的是提供一种采集流程简单的抑制红外干扰的太赫兹相干衍射图像处理系统及方法。

为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

一种抑制红外干扰的太赫兹相干衍射图像处理系统，包括：太赫兹无透镜相干衍射成像装置以及光学斩波器；

所述光学斩波器，位于所述太赫兹无透镜相干衍射成像装置中成像物体前方的光路中，用于以设定的斩波频率对太赫兹波进行调制，所述设定的斩波频率以使太赫兹信号和红外干扰信号在频域中分离且保障阵列探测器的采集信号能够对太赫兹信号进行重建为目的进行设置；

所述太赫兹波经所述光学斩波器调制后被所述阵列探测器所采集。

可选的，所述光学斩波器的斩波频率至少低于探测器采集帧率的1/2。

本申请还提供了一种抑制红外干扰的太赫兹相干衍射图像处理方法，应用于抑制红外干扰的太赫兹相干衍射图像处理系统，包括以下步骤：

步骤1：获取阵列探测器采集的N帧时序斩波图像；

步骤2：对于任一像素位置，根据所述N帧时序斩波图像，确定所述像素位置的一维时域信号；所述一维时域信号由各帧时序斩波图像中所述像素位置的像素值组成；

步骤3：对所述一维时域信号进行离散傅里叶变换；

步骤4：根据斩波频率和阵列探测器采集帧率以及离散傅里叶变换后的一维时域信号，确定斩波频率分量；

步骤5：根据离散傅里叶变换后的一维时域信号，确定斩波频率分量对应的谐波信号；

步骤6：根据所述谐波信号确定所述像素位置的像素值。

可选的，N不小于阵列探测器的采集帧率。

可选的，所述步骤6具体包括：将所述谐波信号幅值的2倍作为所述像素位置的像素值。