一种基于毫米波图像的人体异物检测方法及系统技术方案

一种基于毫米波图像的人体异物检测方法及系统，所述方法包括：获取人体的毫米波灰度图像；提取所述毫米波灰度图像中的人体轮廓图像；构建所述人体轮廓图像在垂直方向上的垂直空间分布直方图和在水平方向上的水平空间分布直方图；根据所述垂直空间分布直方图、所述水平空间分布直方图和预设人体比例模型，获取人体的肢体位置；根据预设异物特征识别模型，识别所述人体轮廓图像中的异物；根据所述肢体位置，标识所述异物在所述人体轮廓图像上的位置并生成异物检测结果。本申请通过获取人体的毫米波灰度图像，提取毫米波灰度图像中的人体轮廓图像，并识别所述人体轮廓图像中的异物，标识出异物在人体轮廓图像上的位置，可大大提高异物检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例属于安检
，尤其涉及一种基于毫米波图像的人体异物检测方法及系统。
技术介绍
随着对暴恐分子的打击力度加大以及对人们日常出现的安全考虑，安检已成为人们在公共交通出行中必须进行的检查项目。然而，目前的安检技术大多利用红外线或金属探测仪等对人体进行检查，红外线无法准确的检测到物体的边缘和轮廓变化，因而无法准确的识别出异物，而金属探测器则仅仅只能探测金属类物体，无法识别非金属类异物。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于毫米波图像的人体异物检测方法及系统，旨在解决目前的安检技术大多利用红外线或金属探测仪等对人体进行检查，红外线无法准确的检测到物体的边缘和轮廓变化，因而无法准确的识别出异物，而金属探测器则仅仅只能探测金属类物体，无法识别非金属类异物的问题。本专利技术实施例一方面提供一种基于毫米波图像的人体异物检测方法，所述方法包括：获取人体的毫米波灰度图像；提取所述毫米波灰度图像中的人体轮廓图像；构建所述人体轮廓图像在垂直方向上的垂直空间分布直方图和在水平方向上的水平空间分布直方图；根据所述垂直空间分布直方图、所述水平空间分布直方图和预设人体比例模型，获取人体的肢体位置；根据预设异物特征识别模型，识别所述人体轮廓图像中的异物；根据所述肢体位置，标识所述异物在所述人体轮廓图像上的位置并生成异物检测结果。本专利技术另一方面还一种基于毫米波图像的人体异物检测系统，所述系统包括：人体灰度图像获取模块，用于获取人体的毫米波灰度图像；人体轮廓图像提取模块，用于提取所述毫米波灰度图像中的人体轮廓图像；直方图构建模块，用于构建所述人体轮廓图像在垂直方向上的垂直空间分布直方图和在水平方向上的水平空间分布直方图；肢体位置获取模块，用于根据所述垂直空间分布直方图、所述水平空间分布直方图和预设人体比例模型，获取人体的肢体位置；异物识别模块，用于根据预设异物特征识别模型，识别所述人体轮廓图像中的异物；异物标识模块，用于根据所述肢体位置，标识所述异物在所述人体轮廓图像上的位置并生成异物检测结果。本专利技术实施例通过获取人体的毫米波灰度图像，提取毫米波灰度图像中的人体轮廓图像，并根据人体轮廓图像在垂直方向上的垂直空间分布直方图和在水平方向上的水平空间分布直方图，获取人体的肢体位置，根据预设异物特征识别模型，识别所述人体轮廓图像中的异物，标识出异物在人体轮廓图像上的位置并生成异物检测结果，可大大提高异物检测的准确性且可识别金属类异物和非金属类异物。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的基于毫米波图像的人体异物检测方法的基本流程框图；图2是本专利技术实施例一提供的毫米波灰度图像；图3是本专利技术实施例一提供的二值化图像；图4是本专利技术实施例一提供的人体轮廓图像；图5是本专利技术实施例一提供的垂直空间分布直方图；图6是本专利技术实施例一提供的水平空间分布直方图；图7是本专利技术实施例一提供的异物检测结果示意图；图8是本专利技术实施例二提供的基于毫米波图像的人体异物检测方法的基本流程框图；图9是本专利技术实施例四提供的基于毫米波图像的人体异物检测系统的结构框图；图10是本专利技术实施例五提供的肢体位置获取模块的结构框图；图11是本专利技术实施例七提供的基于毫米波图像的人体异物检测系统的结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤、模块或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤、模块或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤、模块或单元。人体皮肤对毫米波信号(毫米波是指波长为1～10毫米、频率为26.5GHZ～300GHZ的电磁波)的介电常数要大于衣服类织物的介电常数，该特点反映在人体的毫米波灰度图像上，即表现为人体区域的成像灰度要明显高于衣服类织物的成像灰度。人体的毫米波灰度图像中人体区域的纹理信息较差、斑状噪声感染较重，但是人体的毫米波灰度图像在一定的成像角度下通常呈左右对称的人体轮廓图样。根据人体的毫米波灰度图像的这些特点，可以将毫米波应用在安检领域，对人体的异物进行检测，本专利技术具体提供以下实施例：实施例一：如图1所示，本实施例所提供的基于毫米波图像的人体异物检测方法，其包括：步骤S110：获取人体的毫米波灰度图像。在具体应用中，可以使人体双手上扬举过头顶或双手平举至与肩部同高的位置站立，也可以使人体双手自然下垂站立，或者采用其他符合安检标准的站姿均可，本专利技术实施例不对人体的站姿作特别限定，然后利用毫米波数据采集设备(例如，毫米波收发机)获取人体正面或背面的毫米波数据，并利用毫米波成像系统(例如，毫米波成像仪)将人体的毫米波数据处理为人体正面或背面的毫米波灰度图像。如图2所示为成年男性双手上扬高举过头顶拍摄得到的人体的毫米波灰度图像。步骤S120：提取所述毫米波灰度图像中的人体轮廓图像。在具体应用中，所述人体轮廓图像，是指与人体的肢体轮廓形状对应的图像。在一个实施例中，步骤S120具体包括：步骤S121：对毫米波灰度图像I(x，y)进行灰度分割，获取毫米波灰度图像I(x，y)的二值化图像B(x，y)，该二值化图像B(x，y)如图3所示。在具体应用中，步骤S121中对毫米波图像灰度I(x，y)进行灰度分割，获得对应二值化图像B(x，y)可以根据下式实现：B(x,y)={255I(x,y)≥T0I(x,y)<T,1≤x≤X,1≤y≤Y;]]>其中，x为图像列数目，y为图像行数目，T为阈值，B(x，y)中数值为255的代表人体区域。步骤S122：对二值化图像B(x，y)在水平方向上和垂直方向上均进行形态学操作，生成人体轮廓图像B2(x，y)，该人体轮廓图像B2(x，y)如图4所示。步骤S122中的水平方向和垂直方向分别是指，与人体身高方向垂直和平行的方向。在具体应用中，步骤S122具体包括：对B(x，y)图像在水平方向上和垂直方向上进行形态学膨胀操作和腐蚀操作，所述膨胀操作的核函数大小为1×3，所述腐蚀操作的核函数大小为3×1大小，所述膨胀操作和所述腐蚀操作的表达式分别为：(膨胀操作)；(腐蚀操作)；其中，x′和y′表示核函数所对应的平移单位数值。在具体应用中，在进行上述形态学操作时，可以对二值化图像B(x，y)先进行膨胀操作后进行腐蚀操作，以获得人体轮廓图像B2(x，y)；也可以对二值化图像B(x，y)先进行腐蚀操作后进行膨胀操作，获得人体轮廓图像B2(x，y)。为了得到边缘平滑的人体轮廓图像，在进行形态学操作时，本专利技术优选为对二值化图像B(x，y)先进行膨胀操作后进行腐蚀操作，获得边缘平滑的人体轮廓图像B2(x，y)。步骤S130：构建所述人体轮廓图像在垂直方向上的垂直空间分布直方图和在水平方向上的水平空间分布直方图。本实施例中的空间分布直方图，是指按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于毫米波图像的人体异物检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取人体的毫米波灰度图像；提取所述毫米波灰度图像中的人体轮廓图像；构建所述人体轮廓图像在垂直方向上的垂直空间分布直方图和在水平方向上的水平空间分布直方图；根据所述垂直空间分布直方图、所述水平空间分布直方图和预设人体比例模型，获取人体的肢体位置；根据预设异物特征识别模型，识别所述人体轮廓图像中的异物；根据所述肢体位置，标识所述异物在所述人体轮廓图像上的位置并生成异物检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波图像的人体异物检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取人体的毫米波灰度图像；提取所述毫米波灰度图像中的人体轮廓图像；构建所述人体轮廓图像在垂直方向上的垂直空间分布直方图和在水平方向上的水平空间分布直方图；根据所述垂直空间分布直方图、所述水平空间分布直方图和预设人体比例模型，获取人体的肢体位置；根据预设异物特征识别模型，识别所述人体轮廓图像中的异物；根据所述肢体位置，标识所述异物在所述人体轮廓图像上的位置并生成异物检测结果。2.如权利要求1所述的基于毫米波图像的人体异物检测方法，其特征在于，所述根据所述垂直空间分布直方图、所述水平空间分布直方图和预设人体比例模型，获取人体的肢体位置，包括：根据所述垂直空间分布直方图，获取人体的垂直中线横坐标；对所述水平空间分布直方图进行局部最小值检测，获取人体的头顶纵坐标和人体的脚底纵坐标；根据所述头顶纵坐标和所述脚底纵坐标，获取人体的身高；根据所述头顶纵坐标或所述脚底纵坐标以及所述垂直中线横坐标、所述身高、所述垂直空间分布直方图、所述水平空间分布直方图和预设人体比例模型，获取与人体的各肢体对应的肢体轮廓图像。3.如权利要求2所述的基于毫米波图像的人体异物检测方法，其特征在于，所述对所述水平空间分布直方图进行局部最小值检测，获取人体的头顶纵坐标和人体的脚底纵坐标，包括：对所述水平空间分布直方图的第一区域进行局部最小值检测，根据检测到的局部最小值所在的行，确定人体的头顶纵坐标；获取所述水平空间分布直方图的第二区域的每一行中，像素值为预设像素阈值的像素点个数，根据所述像素点个数小于预设阈值的行，确定人体的脚底纵坐标。4.如权利要求2所述的基于毫米波图像的人体异物检测方法，其特征在于，所述根据所述肢体位置，标识所述异物在所述人体轮廓图像上的位置并生成异物检测结果，包括：在所述肢体轮廓图像中标识出所述异物的位置；根据所述异物在所述肢体轮廓图像中的位置，生成异物检测结果。5.如权利要求1所述的基于毫米波图像的人体异物检测方法，其特征在于，所述根据预设异物特征识别模型，识别所述人体轮廓图像中的异物，包括：根据所述人体轮廓图像中灰度值大于预设灰度阈值且轮廓分明的区域，确定金属类异物的位置；根据所述人体轮廓图像中纹理复杂、轮廓分明的几何图形区域，确定非金属类异物的位置；根据所述毫米波灰度图像中，靠近所述人体轮廓图像边缘的轮廓分明的区域，确定所述人体轮廓图像边缘的异物的位置。6.一种基于毫米波图像的人体异物检测系统，其特征在于，所述系统包括：人体灰度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈寒江，李志权，祁春超，
申请(专利权)人：华讯方舟科技有限公司，深圳市无牙太赫兹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44