[發明專利]太赫茲成像安檢設備以及圖像處理和識別方法

在審

• 申請號: 201710404636.6
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107092040A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 蔣林華;嚴志訊;林曉;鄔春學;楊貴松;朱亦鳴
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G06K9/40;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司31204
• 代理人: 郁旦蓉,李兵

技術領域

本發明涉及一種安檢設備，具體涉及一種使用太赫茲波進行成像的安檢設備以及圖像處理和識別方法。

背景技術

近年來，犯罪分子通過各種各樣的手段來隱藏小刀，爆炸物和其他危險品，毫無疑問這對公共場所的個人安全帶來了極大的威脅。發展一種快速并且精準的安檢技術對于保護公眾的財產和生命安全至關重要。目前，市場上主流的安檢掃描儀為X射線掃描儀，但由于x射線電子能量較高，容易對被檢測物質產生電離性傷害，因此并不適用于對人體進行安全掃描。

太赫茲輻射是指頻率在0.1-10Thz的電磁波，類似于x-ray，太赫茲輻射能夠穿透各種各樣的材料，例如塑料，紙張，服裝等非金屬材料。此外，太赫茲波是一種非電離輻射沒有電子能量，這就意味著太赫茲輻射將不會對人體組織產生損害。

由于太赫茲成像是一項較新的技術，并且檢測結果對檢測靈敏度和噪聲十分敏感。例如低信噪比，這給識別太赫茲圖像中人們攜帶的危險品帶來了一些難度。太赫茲成像系統產生的太赫茲圖像，總是有著較低的信噪比。這給在后續處理檢測太赫茲圖像中隱藏物體帶來了許多不便之處。如圖2(a)、(b)所示，由于圖中隱藏物品和背景有著較為相似的灰度值，導致了隱藏物體和背景相連通。對于這種情況，目前的方法很難直接分割出隱藏物體。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種太赫茲成像安檢設備以及圖像處理和識別方法。

一種太赫茲成像安檢設備，用于采集目標人體的太赫茲成像并對該成像中的危險品隱藏區域進行識別判斷，其特征在于，包括：平面鏡掃描單元，包括掃描平面鏡和驅動該掃描平面鏡擺動的平面鏡掃描驅動組件，用于對所述目標人體進行垂直方向的掃描；三面體聚焦掃描鏡單元，包括三面體聚焦掃描鏡和驅動該面體聚焦掃描鏡轉動的三面體驅動組件，用于對所述目標人體進行水平方向的掃描；反射聚焦鏡，設置在所述掃描平面鏡和所述三面體聚焦掃描鏡的太赫茲波傳播路徑中，用于將對應的所述太赫茲波聚焦；探測器，接收所述反射聚焦鏡聚焦后的太赫茲波；成像及分析識別裝置，對從所述探測器獲取到的太赫茲波進行成像以及分析和識別；以及太赫茲波發生器，發出所述太赫茲波用于照射目標物。

本發明提供的太赫茲成像安檢設備，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，所述所述太赫茲波的頻率為94GHz。

本發明還提供一種太赫茲成像安檢設備的圖像處理和識別方法，用于對獲取到的太赫茲波成像中的危險品隱藏區域進行識別判斷，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，對獲取的所述太赫茲波成像進行降噪處理，得到降噪圖像；

步驟二，對步驟一中所述降噪圖像進行人體輪廓提取，得到與所述人體輪廓的形狀相對應的輪廓圖像；

步驟三，求取所述輪廓圖像中的不同位置S的灰度值G和紋理信息W，當對應位置S的灰度值G和紋理信息W與所述輪廓圖像的灰度均值G*和紋理信息均值W*有5-10％的差異時，即判定該對應位置S處于所述危險品隱藏區域內；

步驟四，求取步驟三中所有處于所述危險品隱藏區域內的對應位置S所圍成的區域，該區域即為所述危險品隱藏區域。

本發明提供的太赫茲成像安檢設備的圖像處理和識別方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，步驟一中降噪處理所使用的方法為基于積分圖像改進的NL-means算法。

本發明提供的太赫茲成像安檢設備的圖像處理和識別方法，還可以具有這樣的特征，其特征在于：其中，步驟二中人體輪廓提取所使用的方法為主動形狀模型法(active shape models)。

發明作用與效果

本發明提供的太赫茲成像安檢設備，與現有技術相比，有益效果如下：

采用主動式成像設計，太赫茲波發生器發出太赫茲波，照射到目標人體上被透射后被平面鏡掃描單元、三面體聚焦掃描鏡單元、反射聚焦鏡進行反射、聚焦處理后，再由探測器接收探測而成像。

它能夠穿透衣服并能發現隱藏在衣服下面諸如小刀，手槍等危險品。此外，它還能夠有效的識別難以被X-ray detector或者金屬探測器檢測到的非金屬材料的物體(例如陶瓷刀，塑料手槍等)。

進一步，本發明提供的太赫茲成像安檢設備的圖像處理和識別方法能夠快速識別并分割出危險品隱藏區域，從而更好的進行安全檢測。

附圖說明

圖1為本發明的太赫茲成像安檢設備的結構示意圖；

圖2為為本發明的太赫茲成像安檢設備的圖像處理和識別方法的圖像處理過程示意圖；

圖3為不同人體區域中攜帶不同類型的危險品的原始太赫茲圖像；