一、引言
随着科技的发展，公共安全的需求日益增长，尤其是在机场、火车站等人流密集场所的安全检查变得尤为重要。太赫兹（THz）成像技术作为一种新兴的检测手段，因其独特的物理特性和高分辨率成像能力，在人体安检领域展现出巨大的潜力。太赫兹波是指波长介于30微米至3毫米之间的远红外电磁辐射，位于微波与红外之间。相较于X射线，太赫兹波具有低光子能量，不会对被检测物造成损害；相比可见光和红外线，它能穿透纸张、塑料和布料等非金属材料，使得隐藏于衣物内的物品得以显现；而相较于微波，它的波长更短，提供了更高的空间分辨率。因此，太赫兹成像不仅适用于金属物品的检测，也能有效识别诸如炸药、陶瓷刀具在内的非金属违禁品。
二、太赫兹安检系统的挑战与解决方案
太赫兹成像技术拥有诸多优点，但在实际应用中也面临一些挑战，例如图像分辨力和信噪比问题，特别是在识别人体轮廓上的物体时尤为突出。为了解决这一难题，研究人员提出了一种新型的人体边缘物体自动识别算法。该算法首先通过一系列预处理步骤，包括二值化、滤波除噪、填充以及形态学腐蚀膨胀等操作，对原始太赫兹图像进行优化处理。随后，利用顺时针搜寻轮廓追踪算法标记出图像轮廓坐标，并采用圆形模板占空比检测结合非极xiao、非极da值抑制算法筛选出所有凸点和凹点。zui后根据相邻凸点和凹点组合特征及其横向距离约束实现边缘物体的识别。
三、图像预处理与边缘物体识别算法
1、图像预处理：对于获取的太赫兹人体图像，首先使用OTSU阈值法计算图像的zui佳阈值T，但由于直接使用T值可能导致细节丢失，故选择T/3作为二值化的理想阈值以保留更多信息。接着，通过MATLAB的imfill命令填补内部黑块，并利用bwareaopen函数清除背景噪声。为了平滑图像边缘，采用形态学腐蚀膨胀两次反向操作，消除边缘尖刺。
2、轮廓追踪与特征点检测：确定了zui佳二值化参数后，算法进入轮廓追踪阶段，依次记录下轮廓坐标点。然后，对每个轮廓点运用圆形模板检测法判断是否为候选凸点或凹点。对于候选凸点，若其圆形模板内的人体区域占比小于特定阈值，则视为潜在凸点；反之，若大于另一设定阈值则认为是凹点。
利 用 圆 形 模 版 识 别 凹 凸 点 原 理 图
3、边缘物体识别规则：一旦找到所有凸点和凹点，根据相邻两个凸点间的凹陷特征及横向距离约束来判定是否存在边缘物体。若存在符合条件的凹陷，则连接这两个凸点完成物体识别过程。
轮 廓 跟 踪 算 法 原 理 示 意 图
太赫兹技术凭借其独特优势，在安检领域尤其是人体安检方面展现出广阔前景。边缘物体自动识别算法，具备抗噪声能力强、识别速度快、精度高等特点，不仅适用于当前的太赫兹人体安检系统，也为未来提升安检效率和准确性提供了重要参考。随着技术进步，我们期待看到更多创新成果应用于实际生活，共同构建更加安全和谐的社会环境。
※内容来源：《太赫兹安检系统人体图像边缘物体识别》王林华
