Identification of biological tissue using chirped probe THz imaging

We consider the application of pulsed THz imaging systems in biomedical diagnostics and mail/packaging inspection. The sub-millimetre spectroscopic measurements obtained from T-ray systems contain a wealth of information about the sample under test. We demonstrate that different types of tissue can be classified based on their terahertz response measured with the chirped probe pulse technique. We demonstrate the performance of a quadratic classifier using linear filter models for feature extraction in the discrimination between different tissues.

Modern THz systems are hindered by the slow acquisition speed. The chirped probe pulse technique offers a significant improvement in this context. We present the terahertz responses of biological samples measured using a chirped probe pulse, and discuss the problem of data processing and extracting sample characteristics.     

小波阈值去噪的改进方法

利用小波方法去噪,是小波应用于工程实践一个重要的方面;本文指出了采用常见的阈值确定方法对含有较强高频分量的信号进行小波阈值去噪时,去噪效果与实时性存在着矛盾,不利于信号特征的提取。提出了一种新型的阈值确定方法,进一步提出了以小波去噪后特征频率分量的功率谱密度值的下降程度为依据的待定因子确定方法。以Mallat算法为例,对新型阈值确定方法进行了分析和比较,指出运用该方法进行小波去噪处理,增强了算法的实时性,同时信号拟关注的信息损失较小,去噪效果比较理想。交-交变频器输出电流的小波去噪实验结果表明,该方法行之有效。     

基于小波去噪的T-ray图像复原

针对实时THz脉冲（T-ray）成像系统所成图像分辨率低、受l/f相关噪声干扰严重的特点,提出一种新的基于小波去噪的T—ray图像复原算法。对T-ray图像进行离散小波变换后,先利用广义交叉确认估计出各个分辨率层的噪声闽值,然后对每个分辨率层的高频子带进行迭代去噪,最后对去噪后的T-ray图像采用Jasson-Van-Cittert算法进行复原处理以提高分辨率。实验结果表明,该方法在提高T-ray图像分辨率的同时,能显著地抑制THz成像系统的l/f相关噪声。创新之处在于以广义交叉确认作为T-ray图像中l/f噪声的估计方法,大幅度提高了图像信噪比（-5dB）,避免了噪声带来的复原算法中的不适定问题,达到较好的图像复原效果。     

基于自适应阈值函数的小波阈值去噪方法

去噪是小波分析的一个重要应用领域,相对于其它方法,小波变换具有对信号时频局部性详细刻画的优势。在信号的去噪处理过程中,如何在削弱噪声的同时又最大限度的保留信号的奇异性特征是信号去噪研究的一个核心问题。该文提出一种基于自适应阈值函数的小波去噪方法,通过调整阈值函数实现在信号小波分解的细尺度上去除噪声的同时又尽量保留信号细节系数,而在宽尺度上最大限度地滤除噪声部分的小波系数。通过对blocks, bumps和水下目标回波信号的仿真实验证明,该方法和现有的阈值去噪方法相比,具有显著的优势,能够在滤除噪声的同时很好地保留信号的奇异性特征。     

基于改进遗传算法的小波阈值语音去噪

针对语音信号在传输和处理的过程中经常会受到不同程度噪声干扰的问题,在传统小波阈值去噪方法的基础上提出了一种改进型去噪方法。该方法采用遗传算法对小波阈值参数进行自动寻优,并对传统遗传算法加以改进,克服了其容易陷入局部最优的缺点,实现了阈值的自适应选取,解决了人为选择阈值导致去噪效果不明显的问题。实验表明,改进方法能够较好的去除语音信号中的噪声干扰,信噪比较高,相比于通用阈值法提高了15%。     

低损耗太赫兹波导及其成像应用

高性能的太赫兹功能器件在太赫兹波的产生、传输及探测上都有着重要意义.报道了一种Kagome型低损耗太赫兹波导及其成像应用.首先根据反谐振波导理论设计了0. 1 THz处低损耗的太赫兹波导,其理论损耗低至0. 012 cm~(-1).然后使用3D打印技术制备波导实物,实验测得其损耗为0. 015 3 cm-1,波导末端光束发散角为6±0. 5°.最后基于该波导搭建了可重构太赫兹成像装置,分别实现了对隐藏刀片、矿石的反射和透射成像,在地下远距离勘探领域具有潜在的应用前景.     

太赫兹(THz)成像的进展概况

评述了太赫兹射线成像的进展情况.太赫兹(THz)辐射介于微波和红外之间.与微波、X射线、核磁共振(NMR)成像相比,太赫兹成像不仅能给出物体的密度信息,而且能给出频率域的信息,以及在光频、微波和X射线范围内所不能给出的材料的转动、振动信息.太赫兹射线与其他频段的电磁波相比,它能量低,不会造成对生物样品的电离损伤,而且太赫兹射线很容易穿过介电材料,因而可以用于产品的安全监测.因此太赫兹成像技术在生物学、工业安全监测等方面有可能带来新的关键性的突破.     

生物组织脱水过程的太赫兹时域光谱

利用透射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对猪脂肪、肌肉和皮肤三种新鲜组织的持续脱水过程进行在线连续扫描,观察太赫兹波时域谱在组织脱水过程的变化,并分析比较三种组织脱水前后的太赫兹波吸收系数及折射率的改变及差异.结果表明,太赫兹波对新鲜组织含水量的改变十分敏感,新鲜组织的含水量是影响太赫兹波吸收系数的主要因素.同时,不同组织对太赫兹的吸收有明显差异,表明太赫兹光谱技术可以鉴别不同的组织类型.本研究为太赫兹技术在生物医学领域的进一步研究和应用提供了帮助.     

太赫兹技术在绘画类文物上的应用与展望

近十年来,太赫兹技术在各个领域都有了越来越多的应用,它在考古学与文物保护中的应用也有了初步发展.本综述基于国内外研究现状,重点回顾了基于光子学的太赫兹检测技术在绘画类文物上的应用.包括太赫兹时域光谱在颜料鉴别,太赫兹成像技术在壁画、油画等艺术品研究中的应用,并在此基础上,对太赫兹新技术在绘画与文物上的应用前景进行展望.     

基于小波阈值去噪和共轭模糊函数的时频差联合估计算法

为了解决二阶互模糊函数对相关噪声处理的局限性问题,以及基于四阶累积量的联合估计算法的运算量大的问题,该文利用小波阈值去噪方法结合非圆信号的特性,提出一种新的时频差联合估计算法。该方法首先对接收信号进行小波阈值去噪,然后构造共轭模糊函数,最后再进行2维搜索,得到时差和频差参数。仿真实验给出不同信噪比下的参数估计结果,得出这种算法能抑制相关噪声,又能相对降低运算复杂度,并且在较低信噪比下也能做出准确估计。     

Material and process considerations for terahertz planar nanodevices

Using a two-dimensional ensemble Monte Carlo method, we have studied the capacitances in a planar nano-diode, called the self-switching device (SSD) that is based on an asymmetric nanochannel. We show that the terahertz (THz) response of the SSD can be affected by the dielectric constant and width of the insulating trenches that confine the nanochannel of the diode. The simulations reveal that the capacitive coupling over the insulating trenches has little influence on the device RF properties below 100 GHz, but significantly affects the device performance around and beyond 1 THz. We show that the capacitance is more sensitive to the dielectric constant of the substrate but is relatively less sensitive to the width of the insulating trench or the dielectric constant of the infill material in the insulating trenches. This differs significantly from a conventional capacitor with two parallel plates. The findings in this work provide useful implications in optimizing the material and lithography parameters of such and similar nanodevices for THz applications.     

一种新的小波消噪阈值的估计方法

小波多尺度分解是一种有效的信号去噪方法，对于非平稳信号的消噪，主要是选取合适的小波及每层小波系数的阈值。基于传统的阈值去噪方法，在分析研究了它们的优缺点之后，本着改进滤波效果，提高去噪质量的目的，提出了一种改进方案。该改进方案克服了传统阈值去噪方法的缺陷，并适用于进一步的自适应滤波的需求，仿真试验证实了该改进方案的有效性和优越性。     

Performance of terahertz channel with multiple input multiple output techniques

Terahertz (THz) communication is being considered as a potential solution to mitigate the demand for high bandwidth. The characteristic of THz band is relatively different from present wireless channel and imposes technical challenges in the design and development of communication systems. Due to the high path loss in THz band, wireless THz communication can be used for relatively short distances. Even, for a distance of few meters (>5m), the absorption coefficient is very high and hence the performance of the system is poor. The use of multiple antennas for wireless communication systems has gained overwhelming interest during the last two decades. Multiple Input Multiple Output (MIMO) Spatial diversity technique has been exploited in this paper to improve the performance in terahertz band. The results show that the Bit Error Rate (BER) is considerably improved for short distance (<5m) with MIMO. However, as the distance increases, the improvement in the error performance is not significant even with increase in the order of diversity. This is because, as distance increases, in some frequency bands the signal gets absorbed by water vapor and results in poor transmission. Adaptive modulation scheme is implemented to avoid these error prone frequencies. Adaptive modulation with receiver diversity is proposed in this work and has improved the BER performance of the channel for distance greater than 5m.     

太赫兹时间分辨系统研究有机卤化物钙钛矿薄膜的超快太赫兹调制

研究了利用太赫兹时间分辨系统研究有机卤化物钙钛矿薄膜(CH_3NH_3PbI_3 and CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x)的皮秒尺度的超快太赫兹调制特性.在光激发作用下出现了太赫兹透射波的瞬时下降.相比于CH_3NH_3PbI_3薄膜,在光激发作用下CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x薄膜展现了更高的调制深度(10%).通过测算材料的电导率及载流子浓度,其调制机理为瞬态光激发载流子浓度上升.实验结果表明,CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x薄膜可作为一种高效超快太赫兹调制器件.     

一种基于KPCA的图像去噪方法

通过阐述利用KPCA进行特征提取的基本原理,系统的介绍了基于KPCA的图像去噪方法,并选择高斯径向基核函数对加噪后的试验图像实现了去噪处理,取得了较好的效果.     

太赫兹超材料响应频率及频带的调控

自然界中很多材料在太赫兹(THz)频段没有电磁响应,THz超材料的出现为太赫兹技术的发展和应用带来了新的机遇.但目前超材料太赫兹响应的调节方式比较繁琐,影响了理论与应用研究的开展.作者提出一种调制太赫兹超材料响应的简易新方法,即将超材料的结构单元整体按比例地放大和缩小.仿真结果表明,已满足阻抗匹配条件的超材料结构经整体比例变化之后,仍然满足阻抗匹配条件;而且,调整后超材料的吸收频率与尺寸变化的倍数成反比;令人惊奇的是,超材料的响应频带也随着单元尺寸的整体缩小而变宽.通过这种简易的尺寸变化方式,我们可以利用普通的超材料结构,得到一定范围内对任意入射频率具有完美吸收(吸收峰值大于98%)的太赫兹超材料.这种调制方式使超材料的设计变得更加简化,为超材料的理论与应用(特别是在器件中的应用)研究提供了更广阔的空间.     

小波阈值法在图像去噪中的应用

介绍了小波去噪的基本理论以及小波阈值法去噪的原理。小波阈值法去噪的关键是阈值的设置和阈值函数的选择。本文归纳了阈值的设置方法和阈值函数的选择方法,并针对图像去噪进行了仿真实验,将一幅混有不同水平高斯白噪声的图像分别进行软、硬阈值函数去噪。实验得出软阈值函数的去噪效果比硬阈值函数的去噪效果好这个结论。     

一种基于小波和Wiener相结合图像去噪新方法

本文提出了一种新的小波变换和维纳滤波相结合的图像滤波方法.该滤波方法首先使用小波变换,将图像信号从时域变换到频域,结合新的wiener方法对图像的高低频结果进行滤波处理。改进的自适应Wiener滤波器可以根据图像特性,在给定的多个模板间对图像进行自适应模板选择,使得滤波效果更加理想。实验结果表明,本文提出的方法比传统的维纳滤波和小波阈值去噪方法有较大的改善。     

双线圈感应测井信号反褶积处理方法

在对于双线圈感应测井信号处理的研究中,提出两种对于几何因子信号反褶积处理的方法。包括了最佳维纳滤波反褶积与窗函数滤波反褶积对于背景电导率信号还原的处理方法。其特点在通过仿真,比较两种处理方法的有效性和各自的优势,有利于对于测量信号还原真电导率的实际应用,提高测量分辨率,使测量数据处理结果比传统处理更有利于薄层解析。     

Image denoising and quality measurements by using filtering and wavelet based techniques

An image is often corrupted by noise in its acquisition and transmission by various kinds of noises. Image denoising using thresholding methods find appropriate values (threshold) which separates noise values to actual image values without affecting the significant features of the image. Wavelet transform represents image energy in compact form and representation helps in determining threshold between noisy features and important image feature. In this paper we have worked with denoising of salt–pepper and Gaussian noise. The work is organized in four steps as follows: (1) image is denoised by filtering method, (2) image is denoised by wavelet based techniques using thresholding, (3) hard thresholding and filtering method applied simultaneously on noisy image, (4) results of PSNR (peak signal to noise ratio) and MSE (mean square error) are calculated by comparing all cases.