基于数字图像处理的违禁物品检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字图像处理的违禁物品检测系统及方法，用于检测X光安检机中的违禁物品。本发明专利技术公开的违禁物品检测方法包括以下步骤：对安检机中的物品进行X光扫描；对扫描到的X光图像进行中值滤波、颜色空间转换、阈值分割、二值化处理、轮廓特征提取；将提取到的所有物品的轮廓与违禁物品库中的违禁物品轮廓进行逐个匹配；根据轮廓匹配的结果对违禁物品进行自动检测和识别，并将不同种类的违禁物品进行分别标记，如果检测到违禁物品，会进行声光报警。本发明专利技术能够自动检测和识别X光安检机中的违禁物品，提高机场、车站等地的安检效率，降低人工检测的误检率，减少人员成本。

Detection System and Method of Prohibited Items Based on Digital Image Processing

The invention discloses a detection system and method of prohibited articles based on digital image processing, which is used to detect prohibited articles in X-ray security inspection machine. The detection method of prohibited items disclosed in the invention includes the following steps: X-ray scanning of items in the security inspection machine; median filtering, color space conversion, threshold segmentation, binarization processing and contour feature extraction of the scanned X-ray images; matching the contours of all items with the contours of prohibited items in the prohibited items library one by one; matching the contours according to the contours. Results The contraband items were detected and identified automatically, and different kinds of contraband items were marked separately. If contraband items were detected, sound and light alarms would be given. The invention can automatically detect and identify prohibited articles in X-ray security inspection machine, improve security inspection efficiency in airports, stations and other places, reduce the false detection rate of manual detection, and reduce personnel costs.

【技术实现步骤摘要】
基于数字图像处理的违禁物品检测系统及方法
本专利技术涉及违禁物品检测
，尤其涉及一种针对X光安检机的基于数字图像处理的违禁物品检测系统及方法。
技术介绍
物品在安检机上的X光扫描图像的颜色主要是根据组成物品的化学成份来定义的，通常，有机物显示为橙黄色，无机物显示为蓝色，混合物显示为绿色。传统的违禁物品检测方法，需要有固定的、经过严格培训的安检工作人员驻守在安检机旁，当物品经过安检机时，安检工作人员需要持续不断地盯着安检机显示器，观看乘客行李的X光扫描图像，根据扫描图像中物品的颜色和形状等信息人工判断其中是否含有违禁物品。传统的违禁物品检测方法缺点在于：需要大量安检工作人员，耗费大量人力；检测结果严重依赖于安检工作人员的个人经验、知识和工作时的身心状态，误检率高；检测效率低，导致安检过程缓慢，安检排队情况严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于数字图像处理的违禁物品检测方法，以解决上述技术问题。本专利技术通过引入数字图像处理的方法来对安检机中物品的X光扫描图像进行分析处理，自动检测和识别其中的违禁物品，并对不同的违禁物品进行分别标记，如果检测到违禁物品，会进行声光报警；这能够降低安检过程中的误检率，提高安检效率，解放大量人力，降低人员成本。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于数字图像处理的违禁物品检测系统，包括X光扫描设备、上位机、显示器、微控制器和报警装置；X光扫描设备的信号输出端连接上位机的输入端，上位机的图像输出端连接显示器，上位机的控制信号输出端连接微控制器的第一输入端，微控制器的输出端连接声光报警装置；X光扫描设备，用于对安检机中的物品进行X光扫描获得X光扫描图像，并将X光扫描图像传给上位机；显示器负责显示上位机传来的经过违禁品检测之后的X光扫描图像；上位机，用于对X光扫描设备传来的X光扫描图像进行处理，检测图像中的违禁品，将检测到的不同类型的违禁物品在X光扫描图像中使用不同颜色的方框包围，并在旁边标注违禁品的名称；如果上位机检测到违禁品，则上位机发送声光报警的启动信号给微控制器；微控制器，负责接收上位机发送来的声光报警启动信号和报警复位信号，在接收到上位机发送来的声光报警启动信号后，控制报警装置发出警报，在接收到上位机发送来的报警复位信号后，控制报警装置熄灭；报警装置，用于接收微控制器的信号，在检测到违禁物品后发出警报。进一步的，所述报警装置包括LED灯和蜂鸣器。进一步的，还包括连接微控制器的报警复位按钮，报警复位按钮用于触发复位信号，通过微控制器控制报警装置复位。进一步的，上位机接收X光扫描图像后：首先，对接收的X光扫描图像进行中值滤波、颜色空间转换和阈值分割处理，将X光扫描图像中的有机物、无机物和混合物进行分离，分别获取待检测物品中有机物的X光图像、无机物的X光图像和混合物的X光图像；然后，上位机中分别对有机物的X光图像、无机物的X光图像和混合物的X光图像进行二值化处理和轮廓特征提取，获取待检测物品的形状轮廓；使用Hu矩进行轮廓匹配；然后，上位机根据轮廓匹配结果，判断待检测物品中是否含有违禁品；如果含有违禁品，对文金品进行标记并在显示器中显示并通过微控制器出发报警装置进行警报；如果不含有违禁品则在显示器显示未含有违禁品标记的X光扫描图像。基于数字图像处理的违禁物品检测方法，包括以下步骤：步骤一：对待检测物品进行X光扫描，获取所述的待检测物品的X光扫描图像；步骤二：对所述的X光扫描图像进行中值滤波、颜色空间转换和阈值分割处理，将所述的X光扫描图像中的有机物、无机物和混合物进行分离，分别获取所述的待检测物品中有机物的X光图像、无机物的X光图像和混合物的X光图像；步骤三：分别对所述的有机物的X光图像、无机物的X光图像和混合物的X光图像进行二值化处理和轮廓特征提取，获取所述的待检测物品中所有物品的形状轮廓；步骤四：使用Hu矩根据违禁物品库进行轮廓匹配；步骤五：根据所述的轮廓匹配结果，判断待检测物品中是否含有违禁品；如果待检测物品中含有违禁品，则判断是哪种类型的违禁品；步骤六：显示针对所述的待检测物品的检测结果。进一步的，还包括以下步骤：如果在所述的待检测物品中检测到了违禁品，则将检测到的所有违禁品按类型在待检测物品的X光扫描图像中进行分别标记，并在步骤六中将标记结果进行显示，同时，进行声光报警；如果在待检测物品中没有检测到违禁品，则在步骤六中只显示X光扫描图像。进一步的，中值滤波中滤波器模板大小为3×3，以图像中某像素的3×3邻域中的像素值的排序为基础，将像素3×3邻域中像素值的中值代替该像素的值；所述的颜色空间转换，是将中值滤波后的X光图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，转换算法为：R、G、B分别为图像每个像素点在RGB颜色空间不同通道上的值，H、S、V分别为图像每个像素点在HSV颜色空间不同通道上的值；max＝max(R,G,B)min＝min(R,G,B)V＝maxH的取值范围为0°～360°，S的取值范围为0～1，V的取值范围为0～255；对H和S通道的值进行映射：H＝H/2S＝S×255此时，H的取值范围为0～180，S的取值范围为0～255，V的取值范围为0～255；所述的阈值分割，是依据有机物、无机物和混合物在X光扫描下的颜色差别，在H、S、V通道上设定不同的阈值范围，将有机物、无机物和混合物的X光图像进行分割；有机物在H、S、V通道上阈值范围分别为(7,26)、(79,255)、(145,255)，无机物在H、S、V通道上阈值范围分别为(98,135)、(103,255)、(0,255)，混合物在H、S、V通道上阈值范围分别为(40,81)、(75,255)、(0,255)，分割后的有机物、无机物和混合物图像均为二值图像。进一步的，所述的轮廓提取，输入的二值图像用f(i,j)表示图像的像素值；每次行扫描,遇到f(i,j-1)＝0，f(i,j)>＝1，则，f(i,j)是外边界的起始点；f(i,j)>＝1，f(i,j+1)＝0，则，f(p,q)是孔边界的起始点；然后从起始点开始，使用边界跟踪的方法，提取待检测物品的轮廓。进一步的，所述的违禁物品库中包含了待检测的所有违禁品的形状轮廓，并且，所有违禁品的形状轮廓在违禁物品库中按照有机物、无机物和混合物分类存储；将提取到的所有有机物品轮廓与违禁物品库中的所有有机违禁品轮廓进行逐个匹配，将提取到的所有无机物品轮廓与违禁物品库中的所有无机违禁品轮廓进行逐个匹配，将提取到的所有混合物品轮廓与违禁物品库中的所有违禁混合物轮廓进行逐个匹配，获得匹配结果；使用Hu矩进行轮廓匹配的算法如下：定义轮廓的p+q阶几何矩：其中，p对应x维度上的矩，q对应y维度上的矩，f(x,y)表示图像上(x,y)的像素值，N和M分别是图像的高度和宽度；定义轮廓的p+q阶中心矩：其中，定义归一化的中心距：其中，ρ＝(p+q)/2+1利用二阶和三阶归一化中心矩构造7个不变矩，即Hu矩：h1＝η20+η02h3＝(η30-3η12)2+(3η21-η03)2h4＝(η30+η12)2+(η21+η03)2h5＝(η30-3η12)(η30+η12)[(η30+η12)2-3(η21-η03)2]+(3η21-η03)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于数字图像处理的违禁物品检测系统，其特征在于，包括X光扫描设备、上位机、显示器、微控制器和报警装置；X光扫描设备的信号输出端连接上位机的输入端，上位机的图像输出端连接显示器，上位机的控制信号输出端连接微控制器的第一输入端，微控制器的输出端连接声光报警装置；X光扫描设备，用于对安检机中的物品进行X光扫描获得X光扫描图像，并将X光扫描图像传给上位机；显示器负责显示上位机传来的经过违禁品检测之后的X光扫描图像；上位机，用于对X光扫描设备传来的X光扫描图像进行处理，检测图像中的违禁品，将检测到的不同类型的违禁物品在X光扫描图像中使用不同颜色的方框包围，并在旁边标注违禁品的名称；如果上位机检测到违禁品，则上位机发送声光报警的启动信号给微控制器；微控制器，负责接收上位机发送来的声光报警启动信号和报警复位信号，在接收到上位机发送来的声光报警启动信号后，控制报警装置发出警报，在接收到上位机发送来的报警复位信号后，控制报警装置熄灭；报警装置，用于接收微控制器的信号，在检测到违禁物品后发出警报。

【技术特征摘要】
1.基于数字图像处理的违禁物品检测系统，其特征在于，包括X光扫描设备、上位机、显示器、微控制器和报警装置；X光扫描设备的信号输出端连接上位机的输入端，上位机的图像输出端连接显示器，上位机的控制信号输出端连接微控制器的第一输入端，微控制器的输出端连接声光报警装置；X光扫描设备，用于对安检机中的物品进行X光扫描获得X光扫描图像，并将X光扫描图像传给上位机；显示器负责显示上位机传来的经过违禁品检测之后的X光扫描图像；上位机，用于对X光扫描设备传来的X光扫描图像进行处理，检测图像中的违禁品，将检测到的不同类型的违禁物品在X光扫描图像中使用不同颜色的方框包围，并在旁边标注违禁品的名称；如果上位机检测到违禁品，则上位机发送声光报警的启动信号给微控制器；微控制器，负责接收上位机发送来的声光报警启动信号和报警复位信号，在接收到上位机发送来的声光报警启动信号后，控制报警装置发出警报，在接收到上位机发送来的报警复位信号后，控制报警装置熄灭；报警装置，用于接收微控制器的信号，在检测到违禁物品后发出警报。2.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的违禁物品检测系统，其特征在于，所述报警装置包括LED灯和蜂鸣器。3.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的违禁物品检测系统，其特征在于，还包括连接微控制器的报警复位按钮，报警复位按钮用于触发复位信号，通过微控制器控制报警装置复位。4.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的违禁物品检测系统，其特征在于，上位机接收X光扫描图像后：首先，对接收的X光扫描图像进行中值滤波、颜色空间转换和阈值分割处理，将X光扫描图像中的有机物、无机物和混合物进行分离，分别获取待检测物品中有机物的X光图像、无机物的X光图像和混合物的X光图像；然后，上位机中分别对有机物的X光图像、无机物的X光图像和混合物的X光图像进行二值化处理和轮廓特征提取，获取待检测物品的形状轮廓；使用Hu矩进行轮廓匹配；然后，上位机根据轮廓匹配结果，判断待检测物品中是否含有违禁品；如果含有违禁品，对文金品进行标记并在显示器中显示并通过微控制器出发报警装置进行警报；如果不含有违禁品则在显示器显示未含有违禁品标记的X光扫描图像。5.基于数字图像处理的违禁物品检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对待检测物品进行X光扫描，获取所述的待检测物品的X光扫描图像；步骤二：对所述的X光扫描图像进行中值滤波、颜色空间转换和阈值分割处理，将所述的X光扫描图像中的有机物、无机物和混合物进行分离，分别获取所述的待检测物品中有机物的X光图像、无机物的X光图像和混合物的X光图像；步骤三：分别对所述的有机物的X光图像、无机物的X光图像和混合物的X光图像进行二值化处理和轮廓特征提取，获取所述的待检测物品中所有物品的形状轮廓；步骤四：使用Hu矩根据违禁物品库进行轮廓匹配；步骤五：根据所述的轮廓匹配结果，判断待检测物品中是否含有违禁品；如果待检测物品中含有违禁品，则判断是哪种类型的违禁品；步骤六：显示针对所述的待检测物品的检测结果。6.根据权利要求5所述的基于数字图像处理的违禁物品检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：如果在所述的待检测物品中检测到了违禁品，则将检测到的所有违禁品按类型在待检测物品的X光扫描图像中进行分别标记，并在步骤六中将标记结果进行显示，同时，进行声光报警；如果在待检测物品中没有检测到违禁品，则在步骤六中只显示X光扫描图像。7.根据权利要求5所述的基于数字图像处理的违禁物品检测方法，其特征在于，中值滤波中滤波器模板大小为3×3，以图像中某像素的3×3邻域中的像素值的排序为基础，将像素3×3邻域中像素值的中值代替该像素的值；所述的颜色空间转换，是将中值滤波后的X光图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，转换算...

【专利技术属性】
技术研发人员：王望，黄远赞，
申请(专利权)人：青海奥越电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63