[发明专利]在X射线包裹图像中进行液体物品自动识别的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在X射线包裹图像中进行液体物品自动识别的方法,属于X射线安全检查技术领域。

背景技术

目前，在民航安全检查操作规范中，100毫升以上的液体是禁止携带的。未来，随着液体探测技术的发展，预计会实行液体取出检查的模式，即旅客需将行李包裹中携带的液体物品取出，液体物品单独通过安检设备的扫描判读。最终，市场所期待的模式是可以允许液体放在包裹中自动进行探测，从而判断其危险性。这上述3种模式下，都需要一种能够将包裹中的液体物品自动识别出来的技术，前两种模式下需要防止液体物品被藏在包裹里混过安检，最后一种模式则需要通过锁定液体物品的位置再进行有针对性的探测。

目前，在X射线安检技术领域中图像识别工作做得最突出的，是加拿大的OptoSecurity公司其已经申请了一系列关于包裹图像中目标识别的专利，并与海曼这样的业内领军公司建立了战略合作关系。在其美国专利20120275646A1中，提到了一种在X射线包裹图像中液体物品的自动识别方法。该方法首先在图像中分割具有液体材料特性的区域，提取相关区域的材料、灰度、形状特征，通过融合所分割的区域，识别是否存在液体物品。此外在其他个别文献中见到的有关X射线图像自动检测液体物品的论文，则都属于探索阶段的尝试。

基于分割区域的识别，可以识别背景较为简单的液体物品。但是，当液体物品与较为复杂的背景物体重叠成像时，上述分割区域的识别和融合，将变得非常困难；如果降低对于分割区域突出性的要求，将会造成可搜索的分割区域过多，从而造成误报警变多。

目前在安全检查领域，液体物品是被禁止带上飞机的，通常靠旅客的自觉和安检员肉眼观察安检图像来防止旅客将液体放在行李箱中。如果能有效地自动识别包裹中的液体物品，可降低安检员的工作强度、并提高安全系数。同时，自动识别液体物品的技术也为将来包裹内自动探测液体的技术打下坚实的基础，即在前述第三种液体不需取出的检查模式下首先确定液体的位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的在X射线包裹图像中进行液体物品自动识别的方法，本发明采用了一种基于容器对称性、且边缘可以松散组合的方法来识别图像中是否存在液体物品的形态，从而可以增强识别算法的稳定性。

本发明以图像中的边缘点为基础，逐级向上，首先获得边缘点的点对，进而通过点对组成容器段，即容器的主体或一部分片段，最后由容器段组合形成容器的整体；如果以上各个步骤的结果，均符合容器的特点，则认为找到1个液体物品。

本发明所述方法在获取包裹的安检图像之后，具体包括以下步骤：

1)图像降分辨率；

2)图像边缘点检测；

3)搜索并组成彼此具有对称性的边缘点对；

4)点对的霍夫变换，从而找到点对集中、容器可能出现的位置参数；

5)根据步骤4)找到的位置参数，寻找容器段；

6)寻找各容器段的容器特征，包括灰度分布、容器壁材质、瓶颈或瓶盖的形状；

7)将合适的容器段组合在一起，形成容器的主体，从而找到图像中的液体物品。

本发明所述方法是一种基于边缘信息、从微观边缘点最终组合形成容器主体的策略，本发明利用了容器特有的形状、灰度、材料特性的约束。

本发明的优点是能够自动识别包裹中规定体积的液体物品，具有较好的探测率与误报率的平衡，在保证将包裹中大部分液体物品检测到的同时，能够显著地降低误报率。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明的边缘点的点对的对称关系示意图，带箭头的线段表示边缘点的梯度方向；

图3为本发明的一个点对的连线上各像素点的X射线衰减量曲线的示意图；

图4为本发明在容器段的一端搜索组成瓶颈及瓶盖轮廓的点对的示意图；

图5为本发明的容器段组合成容器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。图1给出了本发明所述方法的原理示意图，表示从边缘点，到点对，到容器段，最后形成容器的识别过程，这种原理有助于克服液体因与其它物体重叠成像使瓶子轮廓被截成多段的问题。

具体处理步骤如下：

1.通过图像下采样技术把X射线包裹图像的长、宽下降到原来的1/4，并利用中值滤波去噪，以免后续步骤对微小边缘产生过度的反应；

2.边缘点的检测并分组；