太赫兹成像技术作为新兴的成像技术,在安全检测、无损检测、生物医学领域有着重要的应用研究价值和技术发展前景。由于X射线电子能量较高,容易对被检测物质产生电离性伤害,因此当前市场上主流的X射线安检扫描仪不能进行无损检测,也不能直接对人体进行安全扫描。而太赫兹成像作为一种强有力的光谱检测技术,可以排查危险物品,提高检测效率,并避免了搜身检查带来的侵犯隐私问题。在医学骨折治疗中,对骨骼的固定和复位治疗均需要X射线监控,由于X光辐射对人体的伤害,监控手段无法在术中进行。若复位失败,还需二次辐射来确定金属支架固定孔的位置。对手术造成了不便,对医生和患者也造成了二次伤害。如果将太赫兹成像技术作为骨折手术的辅助医疗设备,将提高手术的安全性和高效性。借助太赫兹的优越性,本文将利用搭建的太赫兹快速成像系统,对隐藏在不同厚度和不同材质物体下的金属物体进行目标检测,判断设备对隐藏金属的探测能力,分析不同材料对太赫兹成像质量的影响以及太赫兹图像存在的问题。检测目标为1.内置于材质均匀且厚度较薄衣物下的金属吊坠;2.内置于杂质较多且厚度较厚PVC材料下的金属剪刀(PVC厚度约是衣物的3倍);3.内置于骨骼的金属支架固定孔(骨骼厚度约是PVC的3倍)。验证该套太赫兹快速成像系统能否顺利探测到内置金属,记录实验方法及效果,分析所得实验结果存在的问题以及影响成像质量的原因,采用算法进一步突出和提取图像细节信息,增强图像可视化。主要内容及创新点如下:1.首先验证了太赫兹波对衣物布料的穿透性,使用基于BWO的太赫兹快速扫描成像系统,检测隐藏在衣物中小体积的金属心形吊坠和金属箭头。实验结果证明该系统可以检测出较薄材料下的金属物质。衣物的材料较薄且较均匀,所得太赫兹图像背景噪声较为简单和均匀,分析其特点,结合国内外现有的图像预处理方法,图像质量提高。针对传统降噪与目标检测算法对太赫兹图像处理的不足,提出基于双阈值canny均衡化算法的太赫兹图像目标检测方法,并与不同文献中提出方法所得的实验结果进行比较和分析,证明了实验的有效性。2.利用TeraSense太赫兹探测器搭建太赫兹快速成像系统,对隐藏在PVC材料中的金属剪刀进行太赫兹成像目标检测,探索该套系统在基于传送带装置的无损检测应用中的可行性。实验可以检测出PVC下的金属剪刀,说明该套系统可以有效的透过传送带,让探测器接收到信号,该套设备可以应用在基于传送带的无损检测中。但由于PVC材料较厚且杂质较多,实验所得的金属剪刀太赫兹图像背景灰度级较低,目标周围存在干扰条纹,存在灰度级较低的均匀噪声,以及接近样本边界灰度级的非均匀干扰信息,局部信息更为复杂多样。针对实验所得太赫兹图像的局部特性,研究并提出了增强和提取太赫兹图像局部特征的方法,为后续实验做铺垫。为太赫兹快速成像在非接触式检测方向的应用提供一种可以提高太赫兹图像质量的方法。3.目前利用太赫兹成像技术来检测骨骼内置金属的研究极少,为了探索太赫兹波在医学股骨骨折治疗中的应用前景,本章节将分别搭建了太赫兹透射成像系统和太赫兹反射成像系统,对猪骨内置金属支架固定孔进行太赫兹波成像检测实验。实验结果证明该套设备可以检测出骨骼内置金属支架固定孔的位置,证明太赫兹波具有穿透致密骨骼的能力。固定孔较小,为了更好的确定骨组织中金属支架固定孔的成像位置,引入了形态学运算,保留太赫兹图像原始信息的基础上增加可视效果。该实验促进了太赫兹快速成像在医学领域的发展和研究。