[发明专利]基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测、评价方法及系统

权利要求书

1.一种基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测方法，其特征在于，包括：

获取待测区域的太赫兹反射信号并进行预处理；

将所述预处理后的待测区域的太赫兹反射信号输入厚度预测模型，获得厚度预测模型输出的所述待测区域的厚度预测值；

其中，所述厚度预测模型是基于已知厚度参考区的太赫兹反射信号和已知厚度参考区的厚度值，通过偏最小二乘回归法训练得到的。

2.根据权利要求1所述的基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测方法，其特征在于，所述待测区域的太赫兹反射信号通过太赫兹脉冲垂直照射到待测区域获得。

3.根据权利要求2所述的基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测方法，其特征在于，所述待测区域的太赫兹反射信号包含三个完整的反射回波，用于在选择时间窗口分离反射信号时，保证介质上下表面反射信号完整性。

4.根据权利要求1至3中任一所述的基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测方法，其特征在于，所述预处理包括：基线校正和小波滤波，所述预处理用于减弱因震荡和噪声引起的信号峰值相位提取误差。

5.根据权利要求1至3中任一所述的基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测方法，其特征在于，所述厚度预测模型通过偏最小二乘回归法训练，包括：

根据所述已知厚度参考区的太赫兹反射信号获得自变量矩阵，根据所述已知厚度参考区的厚度值获得因变量向量，对所述自变量矩阵和因变量向量进行标准化处理，获得第一标准化矩阵和第二标准化矩阵；

根据第一标准化矩阵和第二标准化矩阵采用偏最小二乘回归法建立回归方程并训练，获得以光谱为自变量、以厚度值为因变量的厚度预测模型。

6.一种评价方法，其特征在于，该方法包括：

根据太赫兹时域信号的时间延迟原理获得待测区域的厚度测量值；

采用权利要求1至5中任一所述的一种基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测方法获得待测区域的厚度预测值；

根据所述待测区域的厚度测量值和厚度预测值，获得预测准确性的评价。

7.根据权利要求6所述的评价方法，其特征在于，所述根据太赫兹时域信号的时间延迟原理获得待测区域的厚度测量值，包括：

分离待测区域太赫兹时域信号的第一反射信号和第二反射信号，根据第一反射信号峰值和第二反射信号峰值之间的时间间隔以及介质折射率获得待测区域的厚度测量值。

8.根据权利要求书7所述的评价方法，其特征在于，所述介质折射率采用式1获得：

其中，n_s(ω)表示介质折射率，t_as、t_sa、r_sm、r_as分别表示利用菲涅尔公式获得的太赫兹波从空气传播到介质层内部的透射系数、从介质层内部传播到空气层的透射系数、在介质层和金属基地界面间的反射系数、从介质层表面反射回空气中的反射系数，d是介质层厚度，ω是角频率，φ(ω)是相位特性。

9.一种基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测系统，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于获取待测区域的太赫兹反射信号并进行预处理；

厚度预测模块，将所述预处理后的待测区域的太赫兹反射信号输入厚度预测模型，获得厚度预测模型输出的所述待测区域的厚度预测值；

其中，所述厚度预测模型是基于已知厚度参考区的太赫兹反射信号和已知厚度参考区的厚度值，通过偏最小二乘回归法训练得到的。

10.一种评价系统，其特征在于，包括：

测量模块，用于根据太赫兹时域信号的时间延迟原理获得待测区域的厚度测量值；

预测模块，用于采用权利要求1至5中任一所述的一种基于反射太赫兹光谱的介质厚度预测方法获得待测区域的厚度预测值；

评价模块，用于根据所述待测区域的厚度测量值和厚度预测值，获得预测准确性的评价。