多视角成像数据处理方法和设备技术

公开了一种用于多视角成像数据处理的方法和设备。在一实施例中，通过X射线从两个或更多个视角对被检物体进行照射得到所述多视角成像数据。该方法包括：从多视角成像数据中提取代表被检物体中同一区域的数据；根据所提取的数据，对该区域进行截面重建；基于梯度下降，对重建的截面进行处理，得到处理后的重建截面；根据处理后的重建截面，确定该区域的等效原子序数和密度；以及基于所确定的等效原子序数和特征密度，确定该区域是否包含违禁品。

Multi view imaging data processing method and equipment

A method and apparatus for multi view imaging data processing are disclosed. In one embodiment, the multi view imaging data are irradiated from two or more angles by means of X ray. The method includes: extracting data from the same area representing the object from the multi view image data; reconstructing the section according to the extracted data; processing the reconstructed section based on the gradient descent, obtaining the reconstructed section after processing, and determining the area according to the reconstructed section after treatment. Effective atomic number and density, and based on the determined equivalent atomic number and characteristic density, determine whether the area contains prohibited goods.

【技术实现步骤摘要】
多视角成像数据处理方法和设备
本专利技术涉及安检
，尤其涉及一种对多视角成像数据进行处理的方法和设备。
技术介绍
对于行李安全检查来说，X射线安检技术是目前应用最为广泛的一类非接触式安检技术。早期使用的X射线检查设备多为采用单视角单能量的X射线技术。随着X射线技术的不断发展，已经出现了可以估计有效原子序数的双能X射线技术。另外，为了满足高探测精度的安检需求，X射线-断层扫描(X-CT)技术已经被引入到安检领域。但是，X-CT技术需要处理的数据量非常巨大，获得图像的时间较长，制造成本较高。多视角设备是介于普通单视角设备与CT设备之间的设备，例如，视角一般在3个以上、6个以下。虽然多视角设备不像CT那样可以通过360度扫描的完整数据做到准确重建，但可以利用有限几个视角的数据对被检物的3D形状做出部分重建，并可以在部分重建的基础上能估计出被检物的等效原子序数和密度，能部分克服物体之间相互遮挡的问题，从而达到对违禁物品更加准确的检测和识别。多视角设备除了具有单视角产品的优点以外，还能够对被检物中的危险物质做出更准确的检测和识别，降低对安检员的依赖，检测速度也更高，其成本低于CT，通道尺寸和检测速度不像CT那样受到限制，有很大的市场前景。
技术实现思路
本公开的目的至少部分地在于提供一种用于多视角成像数据处理的方法和设备，能够更好地从多视角成像数据中进行图像重建。根据本公开的一个方面，提供了一种对多视角成像数据进行处理的方法，其中，通过X射线从两个或更多个视角对被检物体进行照射得到所述多视角成像数据，该方法包括：从多视角成像数据中提取代表被检物体中同一区域的数据；根据所提取的数据，对该区域进行截面重建；基于梯度下降，对重建的截面进行处理，得到处理后的重建截面；根据处理后的重建截面，确定该区域的等效原子序数和密度；以及基于所确定的等效原子序数和特征密度，确定该区域是否包含违禁品。根据本公开的实施例，可以通过双能X射线，获得所述多视角成像数据。此时，可以更好地获得材料特性。例如，从多视角成像数据中提取代表被检物体中同一区域的数据可以包括：基于基材料系数表，根据多视角成像数据得到基材料分解系数。根据本公开的实施例，可以利用代数重建技术(ART)来进行截面重建。例如，可以将待重建的截面离散化为N个单元格像素xj，其中j＝1，2，...，N，且可以根据如下公式进行重建：其中，k＝0，1，...，K是ART的迭代次数，x(k)j是第k次迭代后单元格xj的值，x(k+1)j是第k+1次迭代后单元格xj的值，x(k+1)2，...，x(k+1)N}代表第k+1次迭代后重建的截面，λ为松弛参数，pi为射线i对应的投影值，投影系数wij是射线i穿过单元格xj的长度。根据本公开的实施例，可以利用全变差(TV)算法来对重建的截面进行处理。例如，可以根据如下公式对重建的截面进行处理：其中，l＝0，1，...，L是TV的迭代次数，x(0，k+1)是ART中第k+1次迭代后重建的截面x(L，k+1)作为处理后的重建截面并作为ART中第k+2次迭代的初值，α是控制梯度下降速率的变量，d表示使用ART第k+1次迭代之前和之后的重建截面之间的差别，表示为是归一化的TV梯度，即根据本公开的实施例，该方法还可以包括：对处理后的重建截面中的像素进行2-均值分类。根据本公开的另一方面，提供了一种成像数据处理设备，用于对多视角成像数据进行处理，其中，通过X射线从两个或更多个视角对被检物体进行照射得到所述多视角成像数据，该成像数据处理包括：通信接口，用于接收多视角成像数据；存储器，用于存储接收的多视角成像数据；以及处理器，用于：从多视角成像数据中提取代表被检物体中同一区域的数据；根据所提取的数据，对该区域进行截面重建；基于梯度下降，对重建的截面进行处理，得到处理后的重建截面；根据处理后的重建截面，确定该区域的等效原子序数和特征密度；以及基于所确定的等效原子序数和特征密度，确定该区域是否包含违禁品。根据本公开的实施例，该成像数据处理设备还可以包括：显示器，用于显示重建结果。根据本公开的实施例，处理器可以如上所述利用代数重建技术(ART)来进行截面重建，并可以利用全变差(TV)算法来对重建的截面进行处理。根据本公开的又一方面，提供了一种计算机可读记录介质，其上存储有可执行指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行以下操作：从多视角成像数据中提取代表被检物体中同一区域的数据；根据所提取的数据，对该区域进行截面重建；基于梯度下降，对重建的截面进行处理，得到处理后的重建截面；根据处理后的重建截面，确定该区域的等效原子序数和特征密度；以及基于所确定的等效原子序数和特征密度，确定该区域是否包含违禁品。根据本公开的实施例，在截面重建时，基于梯度下降，对重建的截面进行处理。这样，可以使得像素之间更为平滑。附图说明通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是示意性示出了根据本公开实施例的安检系统的透视图；图2(a)是示意性示出了根据本公开实施例的辐射源和探测器布局的透视图；图2(b)是示意性示出了根据本公开实施例的辐射源和探测器布局的平面图；图3A是示意性示出了根据本公开实施例的多视角成像数据处理方法的流程图；图3B是示意性示出了根据本公开实施例的截面重建方法的流程图；图4是示出了代数重建技术(ART)原理的示意图；图5是示意性示出了根据本公开实施例的多视角成像数据处理设备的框图。贯穿附图，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。具体实施方式以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。因此，本公开的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本公开的技术可以采取存储有指令的计算机可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对多视角成像数据进行处理的方法，其中，通过X射线从两个或更多个视角对被检物体进行照射得到所述多视角成像数据，该方法包括：从多视角成像数据中提取代表被检物体中同一区域的数据；根据所提取的数据，对该区域进行截面重建；基于梯度下降，对重建的截面进行处理，得到处理后的重建截面；根据处理后的重建截面，确定该区域的等效原子序数和密度；以及基于所确定的等效原子序数和特征密度，确定该区域是否包含违禁品。

【技术特征摘要】
1.一种对多视角成像数据进行处理的方法，其中，通过X射线从两个或更多个视角对被检物体进行照射得到所述多视角成像数据，该方法包括：从多视角成像数据中提取代表被检物体中同一区域的数据；根据所提取的数据，对该区域进行截面重建；基于梯度下降，对重建的截面进行处理，得到处理后的重建截面；根据处理后的重建截面，确定该区域的等效原子序数和密度；以及基于所确定的等效原子序数和特征密度，确定该区域是否包含违禁品。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过双能X射线，获得所述多视角成像数据。3.根据权利要求2所述的方法，其中，从多视角成像数据中提取代表被检物体中同一区域的数据包括：基于基材料系数表，根据多视角成像数据得到基材料分解系数。4.根据权利要求1所述的方法，其中，利用代数重建技术ART来进行截面重建。5.根据权利要求4所述的方法，其中，将待重建的截面离散化为N个单元格像素xj，其中j＝1，2，...，N，且根据如下公式进行重建：其中，k＝0，1，...，K是ART的迭代次数，x(k)j是第k次迭代后单元格xj的值，x(k+1)j是第k+1次迭代后单元格xj的值，代表第k+1次迭代后重建的截面，λ为松弛参数，pi为射线i对应的投影值，投影系数wij是射线i穿过单元格xj的长度。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，利用全变差TV算法来对重建的截面进行处理。7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据如下公式对重建的截面进行处理：其中，l＝0，1，...，L是TV的迭代次数，x(0，k+1)是ART中第k+1次迭代后重建的截面x(L，k+1)作为处理后的重建截面并作为ART中第k+2次迭代的初值，α是控制梯度下降速率的变量，d表示使用ART第k+1次迭代之前和之后的重建截面之间的差别，表示为是归一化的TV梯度，即8.根据权利要求1所述的方法，还包括：对处理后的重建截面中的像素进行2-均值分类。9.一种成像数据处理设备，用于对多视角成像数据进行处理，其中，通过X射线从两个或更多个视角对被检物体进行照射得到所述多视角成像数据，该成像数据处理包括：通信接口，用于接收多视角成像数据；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴珊珊，王强，刘晶晶，廖育华，张金宇，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11