赵全威，赵元黎，杜学涛，王振华

（郑州大学物理工程学院，郑州 450001）

1 引言

THz技术作为一种新兴技术，在安全检测方面有着独特的优势和广阔的应用前景。THz辐射的光子能量极低（只有4.2毫电子伏），可以用来对人体或物品进行无损成像；THz对于电介质材料及塑料纸箱等包装材料有很强的穿透力，能够对已包装的物品进行清晰成像[1]。图1左图是一幅光学图像，从图中不能看到报纸下面隐藏着的匕首；右图为太赫兹辐射成像，太赫兹辐射穿透服装、报纸，将报纸遮盖下的刀具清晰地显示出来。

利用电光晶体和CCD可以实现THz实时成像，基于这种实时成像技术设计THz安全检测系统，针对安检需求一般由三部分组成：THz光学系统、数据通道和PC上位机。

图1 普通光学成像（左）与THz辐射成像（右）

本设计研究的是THz实时检测系统的数据通道部分。选用面阵CCD、高速A/D转换器和复杂可编程逻辑器件CPLD，实现了对THz图像信息的高速采集。另外针对安检需要本设计还选用DSP芯片对图像信息进行了处理，突出了检测目标的边缘轮廓特征，便于下一步的自动识别，这样不仅减轻了PC上位机的压力，而且能够进一步提高THz检测系统的检测速度。

2 数据通道设计方案

图2为数据通道的基本结构框图。按功能整个设计可分为两部分：THz图像信息采集和数字信号图像处理。THz图像信息的采集包括以下几个部分：面阵图像传感器CCD、相关双采样电路和A/D转换电路；数字信号图像处理部分主要是利用DSP算法模块对数字图像信息进行图像处理，包括灰度转换、中值滤波、边缘检测等。……