一种X射线安检图像中直线段提取方法技术

本发明专利技术公开了一种X射线安检图像中直线段提取方法，首先利用基于图像局部熵的各向异性滤波方法对X射线安检图像进行滤波，在去除噪声的同时也可以很好保持图像中的弱边缘；然后提出图像边缘单像素细化的方法和曲线提取的方法，相对现有常规方法，可以提取更大长度的曲线，减小曲线断裂的概率；然后利用Douglas

【技术实现步骤摘要】
一种X射线安检图像中直线段提取方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种X射线安检图像中直线段提取方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的高速增长，公共交通飞速发展，人们出行变得更加快捷便利的同时，公共交通安全问题也逐渐突显出来。因此，安检设备对行李中禁携物品的准确检测能力对保障国家安全、社会安定和人民生命财产安全变得越来越重要。
[0003]AT安检设备以其较高的检测能力和较经济的设备成本优势在机场、火车站等人员密集的公共场所得到广泛应用。长期以来，薄片型物体(如薄片型爆炸物)探测一直是AT安检设备的功能瓶颈与技术难点，因薄片型物体厚度薄，X射线投影特征偏弱，再加上一旦行李箱中物品杂乱，出现明显重叠和遮挡情况，将进一步降低AT安检设备薄片型物体的检出能力。薄片型物体最有价值的投影特征是其边缘直线段，这是后续分割与进一步识别薄片型物体的基础，然而，X射线行包图像中薄片型物体投影往往存在灰度对比度低、边缘不清晰、易被其它物体遮挡等不利因素，利用常规的直线检测算法提取相关特征困难。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种X射线安检图像中直线段提取方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种X射线安检图像中直线段提取方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1、获取原始X射线安检图像I(x,y)；
[0008]步骤S2、对图像I(x,y)进行基于图像局部熵的各向异性滤波，得到滤波后的图像I1(x,y)；
[0009]步骤S3、对图像I1(x,y)进行Canny边缘检测，得到边缘图像I2(x,y)；
[0010]步骤S4、对图像I2(x,y)进行边缘细化处理，得到单像素边缘图像I3(x,y)；具体过程为：
[0011]S4.1、求取图像I2(x,y)中每个边缘点的邻域分布情况；以
×
表示当前待处理边缘像素点，以P0‑
P7表示当前像素点的八邻域点，以P8‑
P
23
表示八邻域外点；
[0012]S4.2、当点
×
的八邻域点内无边缘点，消除当前边缘像素点
×
；
[0013]当点
×
的八邻域点内有1个边缘点P时，对边缘点P的八邻域点进行判断。若边缘点P的八邻域点除
×
点外仅有1个边缘点，则保留当前边缘像素点
×
；若边缘点P的八邻域点除
×
点外有2个边缘点，如果这2个边缘点相邻，且其中1点与边缘点P所成方向和
×
点与边缘点P所成方向相同，则保留当前边缘像素点
×
，其他情况下消除当前边缘像素点
×
；
[0014]当点
×
的八邻域点内有2个边缘点时，若这2个边缘点不连通，则消除当前边缘像素点
×
；若这2个边缘点连通时：
[0015]1)当这2个边缘点是对角关系时，若这2个边缘点中的任意一个边缘点在其八邻域点中除
×
点外，还有其他边缘点，则消除当前边缘像素点
×
；
[0016]2)当这2个边缘点是四连通关系时，若这2个边缘点在其八邻域点中均有边缘点，且为该2个边缘点的公有邻域边缘点时，消除当前边缘像素点
×
，其余情况则保留当前边缘像素点
×
。
[0017]当点
×
的八邻域点中有3个边缘点时，若这3个边缘点连通，且至少存在一个四连通时，消除当前边缘像素点
×
，否则保留当前边缘像素点
×
；
[0018]当点
×
的八邻域点中有4个以上边缘点时，若这些边缘点间存在连通关系，则消除当前边缘像素点
×
，否则保留当前边缘像素点
×
；
[0019]最后得到单像素边缘图像I3(x,y)；
[0020]步骤S5、按照边缘跟踪方法从图像I3(x,y)中提取曲线，得到曲线集C；具体过程为：
[0021]S5.1、建立一个与图像I3(x,y)相同大小的标记矩阵用于表示像素被使用状态，标记矩阵初始化像素为0；
[0022]S5.2、遍历图像I3(x,y)，若有边缘点的八邻域点内只有1个边缘点，则此边缘点为曲线起始点，以起始点为当前点开始跟踪；
[0023]S5.3、在标记矩阵中设置当前点值为1，遍历当前点的八邻域点，八邻域点中未标记的边缘点数量为N；
[0024]S5.4、若N＝0，当前曲线跟踪结束，返回步骤S5.2，继续遍历图像I3(x,y)，寻找新的曲线起始点；
[0025]若N＝1，则下一边缘点为该未标记的边缘点，在当前曲线的曲线链码表中记录当前点到下一边缘点的链码值，并把下一边缘点设为当前点，返回步骤S5.3；链码值为八邻域的方向值，取值为0
‑
7，逆时针方向递增；
[0026]若N≥2，首先确定曲线主方向，如果当前曲线像素点个数小于10，曲线主方向定义为当前曲线链码表中链码值的众数，否则曲线主方向定义为当前曲线链码表中后八个链码值的众数；如果当前点在曲线主方向处存在边缘点，则以这个边缘点为下一边缘点，在当前曲线的曲线链码表记录当前点到下一边缘点的链码值，并把下一边缘点设为当前点，返回步骤S5.3；如果当前点在曲线主方向处不存在边缘点，判断曲线主方向的链码值减一的位置是否存在边缘点，若存在边缘点，则下一边缘点为此点，在当前曲线的曲线链码表记录当前点到下一边缘点的链码值，并把下一边缘点设为当前点，返回步骤S5.3；如果曲线主方向的链码值减一的位置不存在边缘点，判断主方向的链码值加一的位置是否存在边缘点，若存在边缘点，则下一边缘点为这个边缘点，在当前曲线的曲线链码表记录当前点到下一边缘点的链码值，并把下一边缘点设为当前点，返回步骤S5.3，否则结束当前曲线跟踪，返回步骤S5.2；
[0027]最终得到曲线集C；
[0028]步骤S6、对曲线集C中每一条曲线按照Douglas
‑
Peucker算法压缩，可得到所有直线段的端点；
[0029]步骤S7、定义直线段端点间的距离为直线长度，若直线长度满足所设长度阈值要求，则保留该直线，否则舍去；
[0030]步骤S8、根据直线端点可计算得到该直线段上的所有像素点，计算每条直线段的方程和角度，提取直线段；
[0031]步骤S9、根据X射线安检图像的先验知识，去除图像中的显著干扰直线段；
[0032]步骤S10、输出剩余直线段，流程结束。
[0033]进一步地，步骤S2的具体过程为：
[0034]S2.1、利用图像局部熵公式计算图像I(x,y)每个像素点的局部熵，其中Ω
k
为以当前像素点(x,y)为中心的k
×
k邻域，L为图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线安检图像中直线段提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、获取原始X射线安检图像I(x,y)；步骤S2、对图像I(x,y)进行基于图像局部熵的各向异性滤波，得到滤波后的图像I1(x,y)；步骤S3、对图像I1(x,y)进行Canny边缘检测，得到边缘图像I2(x,y)；步骤S4、对图像I2(x,y)进行边缘细化处理，得到单像素边缘图像I3(x,y)；具体过程为：S4.1、求取图像I2(x,y)中每个边缘点的邻域分布情况；以
×
表示当前待处理边缘像素点，以P0‑
P7表示当前像素点的八邻域点，以P8‑
P
23
表示八邻域外点；S4.2、当点
×
的八邻域点内无边缘点，消除当前边缘像素点
×
；当点
×
的八邻域点内有1个边缘点P时，对边缘点P的八邻域点进行判断；若边缘点P的八邻域点除
×
点外仅有1个边缘点，则保留当前边缘像素点
×
；若边缘点P的八邻域点除
×
点外有2个边缘点，如果这2个边缘点相邻，且其中1点与边缘点P所成方向和
×
点与边缘点P所成方向相同，则保留当前边缘像素点
×
，其他情况下消除当前边缘像素点
×
；当点
×
的八邻域点内有2个边缘点时，若这2个边缘点不连通，则消除当前边缘像素点
×
；若这2个边缘点连通时：1)当这2个边缘点是对角关系时，若这2个边缘点中的任意一个边缘点在其八邻域点中除
×
点外，还有其他边缘点，则消除当前边缘像素点
×
；2)当这2个边缘点是四连通关系时，若这2个边缘点在其八邻域点中均有边缘点，且为该2个边缘点的公有邻域边缘点时，消除当前边缘像素点
×
，其余情况则保留当前边缘像素点
×
；当点
×
的八邻域点中有3个边缘点时，若这3个边缘点连通，且至少存在一个四连通时，消除当前边缘像素点
×
，否则保留当前边缘像素点
×
；当点
×
的八邻域点中有4个以上边缘点时，若这些边缘点间存在连通关系，则消除当前边缘像素点
×
，否则保留当前边缘像素点
×
；最后得到单像素边缘图像I3(x,y)；步骤S5、按照边缘跟踪方法从图像I3(x,y)中提取曲线，得到曲线集C；具体过程为：S5.1、建立一个与图像I3(x,y)相同大小的标记矩阵用于表示像素被使用状态，标记矩阵初始化像素为0；S5.2、遍历图像I3(x,y)，若边缘点的八邻域点内只有1个边缘点，则此边缘点为曲线起始点，以起始点为当前点开始跟踪；S5.3、在标记矩阵中设置当前点值为1，遍历当前点的八邻域点，八邻域点中未标记的边缘点数量为N；S5.4、若N＝0，当前曲线跟踪结束，返回步骤S5.2，继续遍历图像I3(x,y)，寻找新的曲线起始点；若N＝1，则下一边缘点为该未标记的边缘点，在当前曲线的曲线链码表中记录当前点到下一边...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛林，任世龙，孔维武，李宏伟，
申请(专利权)人：北京中盾安民分析技术有限公司，
类型：发明
国别省市：