[发明专利]用于测量电磁波的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及例如电磁波的波形的信息的测量技术，并且，更特别地，涉及利用通过太赫波(terahertz wave)的小波(wavelet)分析进行的信号处理技术的测量装置和测量方法。

背景技术

近年来，利用太赫波的非破坏性频谱(spectroscopic)成像和用于利用太赫波脉冲检查物质的性能的太赫时域频谱法(THz-TDS)正得到积极研究。日本专利公开No.10-153547公开了涉及用于用太赫波成像的图像处理的方法。该方法使用用于信息压缩或峰值检测的小波分析。并且，“De-noising techniques for terahertz responses of biological samples”，Microelectronics Journal 32(2001)，pp.943-953公开了包括通过小波变换来转换太赫波的时间波形、并将比阈值小的一组小波展开系数的值设为0(阈值处理)的方法。通过在以这种方式操纵小波展开系数之后执行逆小波变换，可以获取其中噪声分量被减少的时间波形。在“De-noising techniques for terahertz responses of biological samples”，Microelectronics Journal 32(2001)，pp.943-953中，在减少噪声分量之后对于各种母小波(mother wavelet)相互比较信噪(SN)比，并且，确定最有效地减少噪声分量的母小波。该噪声分量主要是在所有频率范围中出现的白噪声。白噪声分量与母小波没有多大的相关性。由此，对于各展开系数，白噪声在0附近出现。

对于常规的技术，为了增大太赫波的测量时间波形的SN比，通过小波变换(小波收缩(shrinkage))来执行噪声减少。不幸的是，该方法可能在信号处理的过程中删除识别物质所需要的频谱信息。如果只需要获取具有良好的SN比的图像数据，那么常规的方法是足够的。但是，如果应在以太赫波作为电磁波获取图像时同时获取图像中的关于物质的频谱数据，那么可能难以使用执行信号处理之后的太赫波形来识别物质(频谱分析)。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于测量电磁波的电磁波测量方法包括：获取电磁波的时间波形；通过小波变换将电磁波的时间波形分解成小波展开系数；计算各个小波展开系数对于预定测量范围中的频谱的影响程度(influence level)；至少基于各个小波展开系数对于频谱的影响程度将小波展开系数加权(weight)；以及通过逆小波变换将加权的小波展开系数转换成时间波形。

根据本发明的另一方面，一种测量电磁波的电磁波测量装置包括：波形获取单元，被配置为获取电磁波的时间波形；分解单元，被配置为通过小波变换将电磁波的时间波形分解成小波展开系数；计算单元，被配置为计算各个小波展开系数对于预定测量范围中的频谱的影响程度；加权单元，被配置为至少基于各个小波展开系数对于频谱的影响程度将小波展开系数加权；以及转换单元，被配置为通过逆小波变换将加权的小波展开系数转换成时间波形。

通过根据本发明的各方面的装置和方法，基于小波展开系数对于频谱的影响程度而被加权的小波展开系数通过逆小波变换被转换成时间波形。因此，可保持频谱分析所需要的频谱信息，而噪声通过小波变换被减少。因此，例如，当执行诸如层析摄影术(tomography)的太赫成像时，可通过小波变换增大成像数据的SN比，并且，可识别包含于成像对象中的物质。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1A至图1D示出通过THz-TDS获取的太赫波的时间波形等。

图2A和图2B示出关于小波展开系数167(coif4)的时间波形和频谱。

图3A和图3B示出通过仅使用阈值A执行小波变换之后的时间波形、以及对于该时间波形执行傅立叶(Fourier)变换时的结果。

图4A和图4B示出通过使用阈值A和B执行小波变换之后的时间波形、以及对于该时间波形执行傅立叶变换时的结果。

图5A和图5B是图1A和图4A的部分的放大图。

图6是根据本发明的第一实施例的流程图。

图7是根据本发明的第二实施例的流程图。

图8A和图8B示出关于小波展开系数200(db10)的时间波形和频谱。

图9A和图9B示出关于小波展开系数800(db10)的时间波形和频谱。

图10A和图10B示出根据第二实施例的对于减少噪声之后的时间波形执行傅立叶变换时的结果、以及根据本发明实施例的装置的配置。