本发明涉及太赫兹技术领域，尤其涉及一种对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法及系统。
背景技术
太赫兹波指辐射频率在0.1thz-10thz的电磁波。其波段位于微波和红外之间，属于远红外波段，太赫兹具有许多独特的性质，如瞬态性、宽带性相干性、低能性。不同于x-射线和超声成像等手段，太赫兹光谱仪和成像技术不仅可以提供物体形状，而且可用于目标识别。
太赫兹时域光谱技术(thz-tds)是基于飞秒超快激光技术的远红外波段光谱测量新技术，利用其获得材料的特征谱线。物质的thz谱包含有丰富的物理和化学信息，有类似指纹光谱的特点。分子的弱相互作用及大分子的骨架振动、偶极子的旋转各振动跃迁以及晶体中晶格的低频振动的吸收频率对应于thz波段，因此利用thz-tds技术能够提供有关化合物结构、构型及环境等重要信息。
目前，thz-tds在无损检测方面已经取得了许多令人瞩目的成果。例如违禁物品检测方面，有专家利用thz时域光谱系统对信件中的c4炸药进行了非接触式测量。毒品检测方面，曾报道过关于一系列毒品的太赫兹吸收光谱。
thz-tds已发展成为一种重要的无损检测方法。
现有thz-tds技术对不同爆炸品的识别大多只在频域中进行，并且在频域中只是简单使用物质特征吸收峰的频率区别来较为简单的判断，这样不能排除吸收峰较近的物质间的干扰，从而对建立指纹谱数据库造成很多困难。
技术实现要素：
本发明提供一种对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法及系统，用以解决现有技术对不同爆炸品的识别大多只在频域中进行，并且在频域中只是简单使用物质特征吸收峰的频率区别来较为简单的判断，这样不能排除吸收峰较近的物质间的干扰，从而对建立指纹谱数据库造成很多困难的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法，包括：
消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡；
对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断；
测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰；
对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率；
结合太赫兹相位特性、幅值特性、频域特性，进行综合判定违禁物品特性，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱。
其中，所述消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡，包括：
采用滤波算法的方式，除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡
其中，所述对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断，包括：
在太赫兹频域中对接收不同频率分量幅值做相对处理，计算出其斜率可以直接获取快慢的程度，即得出违禁物品对太赫兹的吸收特性，进而对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断。
其中，所述测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰，包括：
根据太赫兹频谱范围内不同违禁物品的特征吸收峰，测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰。
其中，所述对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率，包括：
对时域的太赫兹相位进行处理，通过测量违禁物品对太赫兹脉冲的相位延迟特性，计算出太赫兹的折射率。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的系统，包括：所述消除单元、判断单元、确定单元、计算单元、建立单元；
所述消除单元，用于消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡；
所述判断单元，用于对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断；
所述确定单元，用于测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰；
所述计算单元，用于对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率；
所述建立单元，用于结合太赫兹相位特性、幅值特性、频域特性，进行综合判定违禁物品特性，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱。
其中，所述消除单元，用于消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡，包括：
所述消除单元，用于采用滤波算法的方式，除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡
其中，所述判断单元，用于对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断，包括：
所述判断单元，用于在太赫兹频域中对接收不同频率分量幅值做相对处理，计算出其斜率可以直接获取快慢的程度，即得出违禁物品对太赫兹的吸收特性，进而对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断。
其中，所述确定单元，用于测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰，包括：
所述确定单元，用于根据太赫兹频谱范围内不同违禁物品的特征吸收峰，测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰。
其中，所述计算单元，用于对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率，包括：
所述计算单元，用于对时域的太赫兹相位进行处理，通过测量违禁物品对太赫兹脉冲的相位延迟特性，计算出太赫兹的折射率。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法，包括：消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡，对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断，测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰，对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率，结合太赫兹相位特性、幅值特性、频域特性，进行综合判定违禁物品特性，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱，从而达到实现通过地违禁物品进行太赫兹物质时域与频域谱分析，在时域判断电磁波相位变化，而后转换到频域进行吸收峰斜率的变化，以及吸收峰本身的变化进行处理，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱，提升了指纹谱的安全性和有效性。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的系统，包括：消除单元、判断单元、确定单元、计算单元、建立单元；消除单元，用于消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡；判断单元，用于对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断；确定单元，用于测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰；计算单元，用于对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率；建立单元，用于结合太赫兹相位特性、幅值特性、频域特性，进行综合判定违禁物品特性，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱；从而达到实现通过地违禁物品进行太赫兹物质时域与频域谱分析，在时域判断电磁波相位变化，而后转换到频域进行吸收峰斜率的变化，以及吸收峰本身的变化进行处理，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱，提升了指纹谱的安全性和有效性。
附图说明
图1为本发明对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法的流程示意图；
图2为本发明对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法。
请参见图1，图1为本发明对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法的流程示意图，本发明对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法，包括：
s101：消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡。
s102：对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断。
s103：测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰。
s104：对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率。
s105：结合太赫兹相位特性、幅值特性、频域特性，进行综合判定违禁物品特性，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱。
其中，消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡，包括：
采用滤波算法的方式，除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡
其中，对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断，包括：
在太赫兹频域中对接收不同频率分量幅值做相对处理，计算出其斜率可以直接获取快慢的程度，即得出违禁物品对太赫兹的吸收特性，进而对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断。
其中，测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰，包括：
根据太赫兹频谱范围内不同违禁物品的特征吸收峰，测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰。
其中，对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率，包括：
对时域的太赫兹相位进行处理，通过测量违禁物品对太赫兹脉冲的相位延迟特性，计算出太赫兹的折射率。
本发明还提供一种对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的系统。
请参见图2，图2为本发明对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的系统的结构示意图，本发明对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的系统，包括：消除单元201、判断单元202、确定单元203、计算单元204、建立单元205。
消除单元201，用于消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡。
判断单元202，用于对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断。
确定单元203，用于测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰。
计算单元204，用于对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率。
建立单元205，用于结合太赫兹相位特性、幅值特性、频域特性，进行综合判定违禁物品特性，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱。
其中，消除单元201，用于消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡，包括：
消除单元201，用于采用滤波算法的方式，除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡。
其中，判断单元202，用于对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断，包括：
判断单元202，用于在太赫兹频域中对接收不同频率分量幅值做相对处理，计算出其斜率可以直接获取快慢的程度，即得出违禁物品对太赫兹的吸收特性，进而对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断。
其中，确定单元203，用于测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰，包括：
确定单元203，用于根据太赫兹频谱范围内不同违禁物品的特征吸收峰，测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰。
其中，计算单元204，用于对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率，包括：
计算单元204，用于对时域的太赫兹相位进行处理，通过测量违禁物品对太赫兹脉冲的相位延迟特性，计算出太赫兹的折射率。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法及系统，其中的违禁物品指所有不能携带的如爆炸物、毒品等。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法，包括：消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡，对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断，测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰，对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率，结合太赫兹相位特性、幅值特性、频域特性，进行综合判定违禁物品特性，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱，从而达到实现通过地违禁物品进行太赫兹物质时域与频域谱分析，在时域判断电磁波相位变化，而后转换到频域进行吸收峰斜率的变化，以及吸收峰本身的变化进行处理，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱，提升了指纹谱的安全性和有效性。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的系统，包括：消除单元、判断单元、确定单元、计算单元、建立单元；消除单元，用于消除太赫兹光谱曲线上的因环境因素的干扰引起的振荡；判断单元，用于对太赫兹频谱中的脉冲强度进行判断；确定单元，用于测量违禁物品对太赫兹的吸收，确定违禁物品的特征吸收峰；计算单元，用于对时域的太赫兹相位进行处理，计算出违禁物品的折射率；建立单元，用于结合太赫兹相位特性、幅值特性、频域特性，进行综合判定违禁物品特性，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱；从而达到实现通过地违禁物品进行太赫兹物质时域与频域谱分析，在时域判断电磁波相位变化，而后转换到频域进行吸收峰斜率的变化，以及吸收峰本身的变化进行处理，进而对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱，提升了指纹谱的安全性和有效性。
违禁物品含有且多种违禁物品分子转动和振动谱位于太赫兹thz频段，这样的特性允许使用太赫兹thz来识别违禁物品。
太赫兹thz作为高频电磁波是具有三个基本属性-相位、幅值、与频率。其中相位一般在时域中进行分析，频率在频域中进行分析，幅值则在两个域中都可以分析。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法及系统，是利用太赫兹thz时域光谱thz-tds技术的透射式光谱实验装置来对违禁物品进行数据采集，分别将测量得到的参考和透过违禁物品的太赫兹thz时域谱进行快速傅里叶变换获得相应频域谱，透射系数：
根据固体光学理论，违禁物品的复折射率
其中，φ(ω)为违禁物品与参考信号的位相差，p(ω)为违禁物品与参考信号的振幅比，c为光速为，ω为角频率，d为违禁物品的厚度。
应用以上计算公式结合matlab软件分析，可得到部分数据特性：
其一，取样过程的相位匹配造成的频率过滤；
其二，晶体的特性会对thz脉冲造成色散和吸收；
其三，环境中残留的水蒸气也会对thz脉冲的振荡。
这些引起振荡的效应都是由于探测thz脉冲和相应物质to声子共振耦合，由于违禁物品晶体本身电磁波折射率的不同会引起thz脉冲波速相对于空载时的延迟时间不同，同时违禁物品对thz波的反射和吸收也会引起脉冲强度的下降，并且违禁物品的色散造成脉冲的展宽。经过快速傅里叶变换(fft)，我们可以得到thz信号的频域信息。
在thz的光谱有效区域内不同物质的违禁物品信号相对于自由空间的参考信号具有显著不同。由前面分析我们知道，通过测量违禁物品对thz脉冲相位延迟和吸收可以计算材料的折射率。吸收峰的产生机理，我们可以利用程序包对违禁物品吸收谱进行计算，从而可以得到较准确的计算结果。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法及系统，是对thz相位延迟的计算转换为违禁物品本身的折射特性方案；可以对thz的频域中接收不同频率分量幅值做相对特殊处理，得出频域区间的斜率进而定量得出违禁物品的吸收特性；可以基于thz的频域中接收不同频率分量幅值相对减弱的的可控范围确定违禁物品的吸收特性；是结合thz相位特性、幅值特性、频域特性进行综合判定违禁物品特性实现thz指纹谱的方案。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法及系统，实现thz指纹谱提供了更加多元化的解决方案，使其实现更加灵活，不在局限于违禁物品的特征吸收峰的特征频率。
本发明提供的对违禁物品建立太赫兹物质指纹谱的方法及系统，从thz不同角度入手，并有利结合不同方案，共同实现thz物质指纹谱，提高了其安全性与有效性。
在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。