太赫茲陣列探測(cè)器成像技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)

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1、４擊種成＊著ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮｔＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨｔＮＡ專業(yè)學(xué)位碩±學(xué)位論文ｉＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＩ纖＂■＇Ｔｈ－卿論文題目太赫茲陣列探測(cè)器成像技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)專業(yè)學(xué)化類別工程碩七ｉ．學(xué)號(hào)２Ｑ１３２２Ｑ５Ｑ４３７＿＾作者姓名陳偉欽指導(dǎo)教師袁凱研究員獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究＿下作及取得的研究成果。據(jù)我所知，賺了文中特別加標(biāo)注和致謝的地

2、方夕ｈ，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得電子科技火學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我－同Ｘ作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表爾謝意。作者簽名：６期；年（ｒ月外＾論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全丫解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向閨家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可從將學(xué)位論文的全部或部分閑容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可切采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存。、匯編學(xué)位論文（此規(guī)定）保密的

3、學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守：作者簽名：導(dǎo)師簽名一寺ｋ之；日期年Ｈ＾月中分類號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文太赫茲陣列探測(cè)器成像技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)（題名和副題名）陳偉欽（作者姓名）指導(dǎo)教師袁凱研究員電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)學(xué)位類別工程碩士工程領(lǐng)域名稱光學(xué)工程提交論文日期2016.04論文答辯日期2016.05.17學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2016年6月答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人注1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)。ResearchandImplementationofImagingTechnologyofTerahertzArrayDe

4、tectorAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:WeiqinChenSupervisor:Prof.KaiYuanSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要太赫茲波是一種介于微波與紅外光波之間的電磁輻射波，其頻率在0.1THz-10THz之間。該波段的學(xué)科范疇既包含電子學(xué)又包含光學(xué)。其具有低能性、瞬態(tài)性、高透性、吸水性、相干性和寬帶性等特點(diǎn)，在無(wú)損檢測(cè)、

5、生物醫(yī)療、太赫茲通信、軍事雷達(dá)檢測(cè)等重要領(lǐng)域有研究應(yīng)用價(jià)值。太赫茲成像技術(shù)可分為脈沖太赫茲成像和連續(xù)太赫茲成像兩大類。至本世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)外的太赫茲研究團(tuán)隊(duì)均取得了一定的發(fā)展。但是，由于太赫茲波產(chǎn)生和探測(cè)的技術(shù)限制，水分、溫度、系統(tǒng)信噪比、太赫茲源功率、光學(xué)路徑等因素會(huì)大大降低太赫茲成像的質(zhì)量。本文在上述背景下，通過(guò)研究連續(xù)太赫茲波的成像理論和太赫茲圖像的特點(diǎn)，分析提出太赫茲圖像的預(yù)處理步驟及主要算法，并提出一種可實(shí)現(xiàn)的太赫茲陣列探測(cè)器成像系統(tǒng)的方案，具體內(nèi)容包括：根據(jù)太赫茲圖像的基本特點(diǎn)，對(duì)太赫茲圖像進(jìn)行三個(gè)步驟的預(yù)處理，包括非均勻性校正、盲元補(bǔ)償和圖像增強(qiáng)。非均勻校正運(yùn)

6、用傳統(tǒng)的兩點(diǎn)校正方法。根據(jù)焦平面探測(cè)器中盲元的特點(diǎn)，提出一種新的基于牛頓插值法的盲元補(bǔ)償方法。通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)圖像增強(qiáng)算法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種基于權(quán)值分配的圖像增強(qiáng)方法。提出一種太赫茲陣列探測(cè)器成像系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。該方案主要包括硬件電路設(shè)計(jì)，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)兩方面。硬件電路設(shè)計(jì)主要涉及驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、偏壓調(diào)制電路、FPGA模塊、串口模塊、存儲(chǔ)模塊和視頻輸出模塊等。并通過(guò)對(duì)核心控制電路的源程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)集太赫茲探測(cè)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)校正、圖像增強(qiáng)和實(shí)時(shí)成像等功能于一體的成像系統(tǒng)。太赫茲陣列探測(cè)器成像系統(tǒng)的最終目的是使太赫茲波探測(cè)到的樣品能夠?qū)崟r(shí)成像且圖像質(zhì)量較高。本文提出的

7、圖像處理方法數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單，運(yùn)算量小，可移植性強(qiáng)，該方法已初步應(yīng)用于本文設(shè)計(jì)的成像系統(tǒng)中。經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)穩(wěn)定，功耗低且圖像質(zhì)量較高。關(guān)鍵詞：太赫茲，陣列探測(cè)器，圖像處理，成像系統(tǒng)IABSTRACTABSTRACTTerahertzwaveisakindofelectromagneticradiationbetweenmicrowaveandinfraredwaveanditsfrequencyisbetween0.1THz-10THz.Thesubjectareasofthisbandincludebothelectronicsandopt