一种基于点光源的太赫兹成像设备图像抖动自动校准方法与流程

1.本发明涉及太赫兹成像的技术领域，具体为一种基于点光源的太赫兹成像设备图像抖动自动校准方法。


背景技术：

2.太赫兹扫描成像设备(以下简称“设备”)通过扫描机构连续摆动其光轴，获取物体发出的太赫兹信号，从而对物体成像，见图1。
3.设备的光轴由a摆动到b，产生太赫兹图像1；设备的光轴由b摆动到a，产生太赫兹图像2。因电路延时及扫描机构变形等原因，同一物体在太赫兹图像1和太赫兹图像2中的位置存在上下的错位偏差，即图像抖动现象，见图2。图像抖动现象实质上是光轴上下摆动时设备实际成像空间位置区间的错位。
4.太赫兹图像抖动现象，会妨碍安检人员观察设备图像进行安检，使得安检人员易疲劳，从而影响设备的用户体验。太赫兹图像抖动现象传统的校准方法，需要调试人员手动修正，人眼观察修正效果，并反复尝试选出最佳修正结果。太赫兹图像抖动的传统校准方法，效率低、主观性强、校准结果一致性差，无法保证太赫兹成像设备的用户体验。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种基于点光源的太赫兹成像设备图像抖动自动校准方法，其通过计算机代替人完成设备图像抖动的校准工作，从而提高校准效率，保证校准结果的一致性，进而保证太赫兹成像设备的用户体验。
6.一种基于点光源的太赫兹成像设备图像抖动自动校准方法，其特征在于，通过太赫兹点光源在第一太赫兹图像和第二太赫兹图像中位置的差异来定量评价太赫兹图像的抖动程度，通过计算机控制设备嵌入式计算实现对设备图像抖动的校准，通过分别调整设备光轴从a摆动到b和光轴从b摆动到a的过程中adc采样区间位置的方法，可减小设备光轴上下摆动时实际成像空间位置区间的错位程度，从而实现对图像抖动的校准，adc采样区间位置调整，可通过计算机指令控制嵌入式软件来实现，其具体步骤如下：
7.a、adc的采样区间位置调整设置有校准参数j，校准参数范围为j∈[x，y]，x和y的取值需根据实际情况进行设定，设定校准参数初始值j＝x；
[0008]
b、计算机下发指令，将将adc采样区间修正值设置为j；
[0009]
c、计算机采集并分析图像信息，得出对应校准参数下的图像抖动量化指标δ
j
；
[0010]
d、当获得δ
j
，且此时j不大于y，重新赋值j＝j 1，计算机采集并分析图像信息，得出对应校准参数下的图像抖动量化指标δ
j
；
[0011]
f、当获得δ
j
，且此时j＞y时，找到min{δ
x
,
…
,δ
y
}及其对应的校准参数j的取值p，计算机下发指令，将adc采样区间修正值设置为p。
[0012]
其进一步特征在于：
[0013]
计算机采集并分析图像信息时，其操作步骤如下：
[0014]
1预先在太赫兹成像面域的阵列排布n个点光源，分别标记光源的编号为1至n，最终太赫兹成像中光源与周围环境灰度对比明显，太赫兹成像中对应的位置坐标为固定坐标系，；
[0015]
2在同一指令下，对相邻两帧图像中n个光源的最亮点的灰度值
‑
位置值分别记录于同一坐标系中，获得每个光源最亮点的第一太赫兹图像位置点a、以及光源最亮点的第二太赫兹图像位置点b；
[0016]
3、计算获得δ等于位置点a和位置点b的差值；
[0017]
4、δ
i
表示太赫兹图像在编号为i的点光源处抖动程度的量化评价指标；
[0018]
5、通过图像上n个点光源处图像抖动程度的量化评价指标来近似得出整幅太赫兹图像的抖动程度δ,
[0019][0020]
其中，k
i
表示编号为i的点光源对应的加权平均系数。
[0021]
其更进一步特征在于：
[0022]
n个点光源阵列排布于点光源灯板上，点光源灯板移动方便，使得设备的通用性好。
[0023]
一种基于点光源的太赫兹成像设备图像抖动自动校准的点光源板，其特征在于：其包括框架、背板、n个点光源，所述框架的中心面域上固装有背板，所述背板的朝向太赫兹设备的面域上排布有n个所述点光源，n个电光源所对应的背板的背面排布有线路，所述线路连接于电源插座部分。
[0024]
其进一步特征在于：n的取值为9；
[0025]
所述背板的前表面为吸波材料制成；
[0026]
所述框架的底部两侧设置有支承框，确保整个结构的稳定设置。
[0027]
采用上述技术方案后，整设备光轴从a摆动到b和光轴从b摆动到a的过程中adc采样区间位置的方法，可减小设备光轴上下摆动时实际成像空间位置区间的错位程度，从而实现对图像抖动的校准，adc采样区间位置调整通过校准参数的计算机指令控制嵌入式软件来实现最优化选择，获得都抖动数值最低的校准参数，其通过太赫兹点光源在每个校准参数数值下的第一太赫兹图像和第二太赫兹图像中位置的差异来定量评价太赫兹图像的抖动程度，其通过计算机代替人完成设备图像抖动的校准工作，从而提高校准效率，保证校准结果的一致性，进而保证太赫兹成像设备的用户体验。
附图说明
[0028]
图1为现有技术的太赫兹成像原理图；
[0029]
图2为应用于本方法的设备连接图；
[0030]
图3为本方法所对应形成的两幅太赫兹图像的位置差异示意图；
[0031]
图4为本方法所对应的图像差异坐标系；
[0032]
图5为本发明的计算机内部迭代计算流程示意图；
[0033]
图6为本发明的点光源灯板的具体实施例的点光源编号示意图；
[0034]
图7为本发明的点光源灯板的立体图；
[0035]
图8为本发明的点光源灯板的后视图；
[0036]
图中序号所对应的名称如下：
[0037]
点光源灯板10、框架11、背板12、点光源13、线路14、电源插座部分15、支承框16、设备20、探测器30、扫描机构40、显示屏50。
具体实施方式
[0038]
一种基于点光源的太赫兹成像设备图像抖动自动校准方法，通过太赫兹点光源在第一太赫兹图像和第二太赫兹图像中位置的差异(图3)来定量评价太赫兹图像的抖动程度，通过计算机控制设备嵌入式计算实现对设备图像抖动的校准，通过分别调整设备光轴从a摆动到b和光轴从b摆动到a的过程中adc采样区间位置(见图2)的方法，可减小设备光轴上下摆动时实际成像空间位置区间的错位程度，从而实现对图像抖动的校准，adc采样区间位置调整，可通过计算机指令控制嵌入式软件来实现，正常连接设备见图2，将专用的点光源灯板10摆放在设备20最佳成像距离处，设备20内置有探测器30和扫描机构40，设备20外接有显示屏50，其具体步骤如下(见图5)：
[0039]
a、adc的采样区间位置调整设置有校准参数j，校准参数范围为j∈[x，y]，x和y的取值需根据实际情况进行设定，设定校准参数初始值j＝x；
[0040]
b、计算机下发指令，将将adc采样区间修正值设置为j；
[0041]
c、计算机采集并分析图像信息，得出对应校准参数下的图像抖动量化指标δ
j
；
[0042]
d、当获得δ
j
，且此时j不大于y，重新赋值j＝j 1，计算机采集并分析图像信息，得出对应校准参数下的图像抖动量化指标δ
j
；
[0043]
f、当获得δ
j
，且此时j＞y时，找到min{δ
x
,
…
,δ
y
}及其对应的校准参数j的取值p，计算机下发指令，将adc采样区间修正值设置为p。
[0044]
步骤a中x的取值一般为1，y的取值根据adc所对应的采样区间进行具体选取。
[0045]
步骤c和d中，计算机采集并分析图像信息时，其操作步骤如下：
[0046]
1预先在太赫兹成像面域的阵列排布n个点光源，分别标记光源的编号为1至n，最终太赫兹成像中光源与周围环境灰度对比明显，太赫兹成像中对应的位置坐标为固定坐标系，；
[0047]
2在同一指令下，对相邻两帧图像中n个光源的最亮点的灰度值
‑
位置值分别记录于同一坐标系中，获得每个光源最亮点的第一太赫兹图像位置点a、以及光源最亮点的第二太赫兹图像位置点b(见图4)；
[0048]
3、计算获得δ等于位置点a和位置点b的差值；
[0049]
4、δ
i
表示太赫兹图像在编号为i的点光源处抖动程度的量化评价指标；
[0050]
5、通过图像上n个点光源处图像抖动程度的量化评价指标来近似得出整幅太赫兹图像的抖动程度δ,
[0051][0052]
其中，k
i
表示编号为i的点光源对应的加权平均系数。具体实施时，根据光源对应
的核心位置关系，设置每个编号的点光源的数值，正常的所有k
i
的取值均为1，当对应点光源的位置较偏时，取值小于1，当对应点光源的位置相对于其他点光源更为重要时，取值适度大于1。
[0053]
方法具体实施时，n个点光源13阵列排布于点光源灯板10上，点光源灯板10移动方便，使得设备的通用性好。
[0054]
一种基于点光源的太赫兹成像设备图像抖动自动校准的点光源板，见图6
‑
图8：其包括框架11、背板12、n个点光源13，框架11的中心面域上固装有背板12，背板12的朝向太赫兹设备的面域上排布有n个点光源13，n个电光源13所对应的背板12的背面排布有线路14，线路14连接于电源插座部分15。
[0055]
具体实施时，见图6、图7，n的取值为9,9个点光源13分别排布于上左、上中、上右、中左、中中、中右、下左、下中、下右位置，对应的编号分别为1
‑
9；背板12的前表面为吸波材料制成；框架11的底部两侧设置有支承框16，确保整个结构的稳定设置。
[0056]
此时，一种基于点光源的太赫兹成像设备图像抖动自动校准方法，每个参数需要分别迭代计算9个点光源所对应的δ
i
，获得对应参数下的抖动程度δ，进而最后综合判断获得min{δ
x
,
…
,δ
y
}及其对应的校准参数j的取值p，计算机下发指令，将adc采样区间修正值设置为p。
[0057]
其工作原理如下：整设备光轴从a摆动到b和光轴从b摆动到a的过程中adc采样区间位置的方法，可减小设备光轴上下摆动时实际成像空间位置区间的错位程度，从而实现对图像抖动的校准，adc采样区间位置调整通过校准参数的计算机指令控制嵌入式软件来实现最优化选择，获得都抖动数值最低的校准参数，其通过太赫兹点光源在每个校准参数数值下的第一太赫兹图像和第二太赫兹图像中位置的差异来定量评价太赫兹图像的抖动程度，其通过计算机代替人完成设备图像抖动的校准工作，从而提高校准效率，保证校准结果的一致性，进而保证太赫兹成像设备的用户体验。
[0058]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0059]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。