太赫兹成像安检设备以及图像处理和识别方法技术

一种太赫兹成像安检设备，用于采集目标人体的太赫兹成像并对该成像中的危险品隐藏区域进行识别判断，包括：平面镜扫描单元，包括扫描平面镜和驱动该扫描平面镜摆动的平面镜扫描驱动组件，用于对目标人体进行垂直方向的扫描；三面体聚焦扫描镜单元，包括三面体聚焦扫描镜和驱动该面体聚焦扫描镜转动的三面体驱动组件，用于对目标人体进行水平方向的扫描；反射聚焦镜，设置在扫描平面镜和三面体聚焦扫描镜的太赫兹波传播路径中，用于将对应的太赫兹波聚焦；探测器，接收反射聚焦镜聚焦后的太赫兹波；成像及分析识别装置，对从探测器获取到的太赫兹波进行成像以及分析和识别；太赫兹波发生器，发出太赫兹波用于照射目标物。

【技术实现步骤摘要】
太赫兹成像安检设备以及图像处理和识别方法
本专利技术涉及一种安检设备，具体涉及一种使用太赫兹波进行成像的安检设备以及图像处理和识别方法。
技术介绍
近年来，犯罪分子通过各种各样的手段来隐藏小刀，爆炸物和其他危险品，毫无疑问这对公共场所的个人安全带来了极大的威胁。发展一种快速并且精准的安检技术对于保护公众的财产和生命安全至关重要。目前，市场上主流的安检扫描仪为X射线扫描仪，但由于x射线电子能量较高，容易对被检测物质产生电离性伤害，因此并不适用于对人体进行安全扫描。太赫兹辐射是指频率在0.1-10Thz的电磁波，类似于x-ray，太赫兹辐射能够穿透各种各样的材料，例如塑料，纸张，服装等非金属材料。此外，太赫兹波是一种非电离辐射没有电子能量，这就意味着太赫兹辐射将不会对人体组织产生损害。由于太赫兹成像是一项较新的技术，并且检测结果对检测灵敏度和噪声十分敏感。例如低信噪比，这给识别太赫兹图像中人们携带的危险品带来了一些难度。太赫兹成像系统产生的太赫兹图像，总是有着较低的信噪比。这给在后续处理检测太赫兹图像中隐藏物体带来了许多不便之处。如图2(a)、(b)所示，由于图中隐藏物品和背景有着较为相似的灰度值，导致了隐藏物体和背景相连通。对于这种情况，目前的方法很难直接分割出隐藏物体。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种太赫兹成像安检设备以及图像处理和识别方法。一种太赫兹成像安检设备，用于采集目标人体的太赫兹成像并对该成像中的危险品隐藏区域进行识别判断，其特征在于，包括：平面镜扫描单元，包括扫描平面镜和驱动该扫描平面镜摆动的平面镜扫描驱动组件，用于对所述目标人体进行垂直方向的扫描；三面体聚焦扫描镜单元，包括三面体聚焦扫描镜和驱动该面体聚焦扫描镜转动的三面体驱动组件，用于对所述目标人体进行水平方向的扫描；反射聚焦镜，设置在所述扫描平面镜和所述三面体聚焦扫描镜的太赫兹波传播路径中，用于将对应的所述太赫兹波聚焦；探测器，接收所述反射聚焦镜聚焦后的太赫兹波；成像及分析识别装置，对从所述探测器获取到的太赫兹波进行成像以及分析和识别；以及太赫兹波发生器，发出所述太赫兹波用于照射目标物。本专利技术提供的太赫兹成像安检设备，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，所述所述太赫兹波的频率为94GHz。本专利技术还提供一种太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法，用于对获取到的太赫兹波成像中的危险品隐藏区域进行识别判断，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，对获取的所述太赫兹波成像进行降噪处理，得到降噪图像；步骤二，对步骤一中所述降噪图像进行人体轮廓提取，得到与所述人体轮廓的形状相对应的轮廓图像；步骤三，求取所述轮廓图像中的不同位置S的灰度值G和纹理信息W，当对应位置S的灰度值G和纹理信息W与所述轮廓图像的灰度均值G*和纹理信息均值W*有5-10％的差异时，即判定该对应位置S处于所述危险品隐藏区域内；步骤四，求取步骤三中所有处于所述危险品隐藏区域内的对应位置S所围成的区域，该区域即为所述危险品隐藏区域。本专利技术提供的太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，步骤一中降噪处理所使用的方法为基于积分图像改进的NL-means算法。本专利技术提供的太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，步骤二中人体轮廓提取所使用的方法为主动形状模型法(activeshapemodels)。专利技术作用与效果本专利技术提供的太赫兹成像安检设备，与现有技术相比，有益效果如下：采用主动式成像设计，太赫兹波发生器发出太赫兹波，照射到目标人体上被透射后被平面镜扫描单元、三面体聚焦扫描镜单元、反射聚焦镜进行反射、聚焦处理后，再由探测器接收探测而成像。它能够穿透衣服并能发现隐藏在衣服下面诸如小刀，手枪等危险品。此外，它还能够有效的识别难以被X-raydetector或者金属探测器检测到的非金属材料的物体(例如陶瓷刀，塑料手枪等)。进一步，本专利技术提供的太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法能够快速识别并分割出危险品隐藏区域，从而更好的进行安全检测。附图说明图1为本专利技术的太赫兹成像安检设备的结构示意图；图2为为本专利技术的太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法的图像处理过程示意图；图3为不同人体区域中携带不同类型的危险品的原始太赫兹图像；图4为图3中a图对应信号的直方图；图5为太赫兹波的原始图像和经过N-L算法处理过的图像的示意图；图6为人体轮廓中提取的33个关键点的示意图；图7为不同参数值下的人体轮廓外形示意图；图8为从太赫兹图像中提取出的最终人体轮廓示意图；图9为经过不同的Gabor滤波器后的转化后的图像示意图；图10为经过本专利技术的处理和识别方法与其他不同的处理方法分割后的结果比较示意图；图11为使用本专利技术的太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法得到的分割结果示意图；以及图12为使用本专利技术的太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法进行识别切割的准确度曲线图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术的太赫兹成像安检设备的具体结构做具体阐述。本专利技术的太赫兹成像安检设备如图1所示，它包括了六个部分：平面镜扫描单元1(scanningplanemirror)，三面体聚焦扫描镜单元2(threeplanebodyfocusingscanningmirror)，反射聚焦镜3(thereflector)，探测器4(thepointdetector)以及图中未显示的成像及分析识别装置、太赫兹波发生器。平面镜扫描单元1，包括扫描平面镜和驱动该扫描平面镜摆动的平面镜扫描驱动组件，用于对所述目标人体进行垂直方向的扫描。三面体聚焦扫描镜单元2，包括三面体聚焦扫描镜和驱动该面体聚焦扫描镜转动的三面体驱动组件，用于对所述目标人体进行水平方向的扫描。反射聚焦镜3，设置在所述扫描平面镜和所述三面体聚焦扫描镜的太赫兹波传播路径中，用于将对应的所述太赫兹波聚焦。探测器4，接收所述反射聚焦镜聚焦后的太赫兹波；成像及分析识别装置，对从所述探测器获取到的太赫兹波进行成像以及分析和识别。太赫兹波发生器，发出所述太赫兹波用于照射目标物。其基本的工作原则：扫描平面镜围绕垂直于纸面中心轴摆动，三面体聚焦扫描镜围绕平行于纸面的中心轴转动，实现水平方向的扫描；分别实现垂直扫描和平行扫描。同时，反射镜将太赫兹信号收敛到pointdetector上，该点探测器将数据传送给接收处理装置进行滤波、放大等处理。以下将详细说明本专利技术的太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法进行说明。如图2所示，本专利技术的太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法包括以下四个步骤：步骤一，对获取的所述太赫兹波成像进行降噪处理，得到降噪图像；步骤二，对步骤一中所述降噪图像进行人体轮廓提取，得到与所述人体轮廓的形状相对应的轮廓图像；步骤三，求取所述轮廓图像中的不同位置S的灰度值G和纹理信息W，当对应位置S的灰度值G和纹理信息W与所述轮廓图像的灰度均值G*和纹理信息均值W*有5-10％的差异时，即判定该对应位置S处于所述危险品隐藏区域内；步骤四，求取步骤三中所有处于所述危险品隐藏区域内的对应位置S所围成的区域，该区域即为所述危本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹成像安检设备，用于采集目标人体的太赫兹成像并对该成像中的危险品隐藏区域进行识别判断，其特征在于，包括：平面镜扫描单元，包括扫描平面镜和驱动该扫描平面镜摆动的平面镜扫描驱动组件，用于对所述目标人体进行垂直方向的扫描；三面体聚焦扫描镜单元，包括三面体聚焦扫描镜和驱动该面体聚焦扫描镜转动的三面体驱动组件，用于对所述目标人体进行水平方向的扫描；反射聚焦镜，设置在所述扫描平面镜和所述三面体聚焦扫描镜的太赫兹波传播路径中，用于将对应的所述太赫兹波聚焦；探测器，接收所述反射聚焦镜聚焦后的太赫兹波；成像及分析识别装置，对从所述探测器获取到的太赫兹波进行成像以及分析和识别；以及太赫兹波发生器，发出所述太赫兹波用于照射目标物。

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹成像安检设备，用于采集目标人体的太赫兹成像并对该成像中的危险品隐藏区域进行识别判断，其特征在于，包括：平面镜扫描单元，包括扫描平面镜和驱动该扫描平面镜摆动的平面镜扫描驱动组件，用于对所述目标人体进行垂直方向的扫描；三面体聚焦扫描镜单元，包括三面体聚焦扫描镜和驱动该面体聚焦扫描镜转动的三面体驱动组件，用于对所述目标人体进行水平方向的扫描；反射聚焦镜，设置在所述扫描平面镜和所述三面体聚焦扫描镜的太赫兹波传播路径中，用于将对应的所述太赫兹波聚焦；探测器，接收所述反射聚焦镜聚焦后的太赫兹波；成像及分析识别装置，对从所述探测器获取到的太赫兹波进行成像以及分析和识别；以及太赫兹波发生器，发出所述太赫兹波用于照射目标物。2.根据权利要求1所述的太赫兹成像安检设备，其特征在于：其中，所述所述太赫兹波的频率为94GHz。3.一种太赫兹成像安检设备的图像处理和识别方法，用于对获取到的太赫兹波成像中的危险品隐藏区域进...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋林华，严志讯，林晓，邬春学，杨贵松，朱亦鸣，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31