一种携带放射性物质的目标检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种携带放射性物质的目标检测方法及系统。本发明专利技术方法包括：采集待测目标的可见光图像和放射性图像；基于所述可见光图像提取各个待测目标的预定特征；基于预定时间内的多帧可见光图像确定所述待测目标的第一轨迹，进而基于每个待测目标的置信度总和值为其分配第一权重w1；基于放射性图像确定放射性物质的第二轨迹，根据两种轨迹的匹配相似度确定每个待测目标的第二权重w2；基于两种权重组合确定具有放射性物质的待测目标。本发明专利技术方法经实际验证可以在相对很低活度下检测出携带放射性物质的可疑目标人员，提高安检、海关等公共场所放射性物质定位筛查的正确性，并显著的降低了误检率，且无需增加新的硬件、稳定可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种携带放射性物质的目标检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及核辐射探测
，特别涉及一种携带放射性物质的目标检测方法及系统。

技术介绍

[0002]放射性物质探测对一些公共场所，例如：交通枢纽、大型会议，有其独特应用，通常使用伽马相机对携带放射性物质的行人或者物品进行检测，排除旅客随身携带或托运行李夹带特殊核材料和放射性物质的风险，对提高人员往来的公共场所的安全是非常重要的。
[0003]而现有技术中，通过伽马相机和可见光相机结合，使得在放射性物质探测的过程中获取越来越多的信息。当放射性物质活度较高时，通常可以由放射性物质定位系统较为准确的追踪，但对于低活度的放射性物质或是远距离成像下，受限于探测器信噪比的物理极限，往往很难对低计数的放射性物质进行及时、准确定位和有效追踪。

技术实现思路

[0004]为了解决在一个极低计数情况下(比如高于2倍本底的剂量当量条件)放射源的追踪和定位问题，本专利技术提供了一种改进的携带放射性物质的目标检测方法。本专利技术的方法只需要依托现有的常规辐射探测仪就可以低计数下依然准确识别携带放射源的目标，对放射源进行快速空间定位和路径跟踪，保障实时监控区域的安全。当然，为了更好地实现本专利技术的方法，本专利技术还提供了一种改进的携带放射性物质的目标检测系统。下面将对本专利技术的方法和系统进行详细描述。
[0005]具体而言，一方面本专利技术提供一种携带放射性物质的目标检测方法，其包括：
[0006]步骤1)、采集待测目标的可见光图像和放射性图像；
[0007]步骤2)、基于所述可见光图像提取各个待测目标的预定特征，并确定所述预定特征的第一轨迹；
[0008]步骤3)、确定对于每个待测目标的预定特征对应放射性的置信度总和值，并为其分配第一权重w1；
[0009]步骤4)、基于所述放射性图像确定放射性物质的第二轨迹，根据每个待测目标的所述第一轨迹和所述第二轨迹的匹配度确定每个待测目标的第二权重w2；
[0010]步骤5)、根据所述第一权重w1和第二权重w2确定携带放射性物质的待测目标。
[0011]第一权重w1与置信度总和值成正相关，比如，可以将置信度总和值本身作为第一权重w1值或者将各个待测目标置信度总和值进行排序，根据排序为其分配第一权重w1值，排序越高权重越大。
[0012]第二权重w2与匹配度成正相关，比如，可以将匹配度本身作为第二权重w2值或者将各个待测目标的第一轨迹和第二轨迹的匹配度进行排序，根据排序为其分配第二权重w2值，排序越高权重越大。
[0013]在一种优选实现方式中，所述方法还包括基于所述可见光图像和放射性图像获得
融合图像，基于所确定的携带放射性物质的待测目标将该待测目标在融合图像中进行标注，所述方法还包括采集目标区域的放射性计数率，基于放射性计数率阈值发出警报信号，响应于所述警报信号执行步骤1)
‑
5)中的检测方法。
[0014]在另一种优选实现方式中，所述步骤(3)包括沿着所述第一轨迹，将各帧可见光图像的预定特征分别映射至相应采集时间的放射性图像，确定对于每个待测目标的预定特征关于放射性的置信度总和值，基于每个待测目标的置信度总和值为其分配第一权重w1。
[0015]在另一种优选实现方式中，采用下述公式确定所述预定特征关于放射性的置信度总和值：
[0016][0017]其中，p为放射性图像采集装置的每个探测器像素j探测到的伽马光子数目p
j
所组成的向量，j为所述放射性图像采集装置的探测器像素索引，i为将伽马光子入射角平面离散化后的像素索引，f为入射到放射性图像采集装置前表面的伽马光子数的向量分布，f
i
为自离散化后的目标角平面入射到放射性图像采集装置(伽马相机准直器)前表面的伽马光子数，c
ij
为定量描述放射性图像采集装置对入射伽马光子响应的系统传输矩阵。
[0018]另一方面，本专利技术提供一种携带放射性物质的目标检测系统，所述系统包括：可见光图像采集装置、放射性图像采集装置、重建模块、跟踪模块、定位模块以及甄别模块，
[0019]所述可见光图像采集装置用于采集待测目标的可见光图像；
[0020]所述放射性图像采集装置用于采集待测目标的放射性计数率；
[0021]所述重建模块用于基于所述放射性计数率进行放射性图像重建；
[0022]所述跟踪模块用于基于所述可见光图像提取各个待测目标的预定特征，并根据所述预定特征得到第一轨迹；
[0023]所述定位模块用于确定对于每个待测目标的预定特征关于放射性的置信度总和值，基于每个待测目标的置信度总和值为其分配第一权重w1；所述甄别模块用于基于预定时间内重建模块输出的多个所述放射性图像确定放射性物质的第二轨迹，将每个待测目标的所述第一轨迹和所述第二轨迹的曲线进行匹配，基于匹配相似度确定每个待测目标的第二权重w2，并且将每个待测目标对应的第一权重w1和第二权重w2进行组合获得每个待测目标关于放射性的置信度权重w，基于权重排名确定具有放射性物质的待测目标。
[0024]在一种优选实现方式中，所述重建模块还用于基于可见光图像和放射性计数率重建图像构建融合图像，所述目标检测系统还包括显示模块，所述显示模块用于基于所确定的具有放射性物质的待测目标的位置对该目标在融合图像中进行标注。
[0025]在另一种优选实现方式中，所述定位模块用于沿着所述第一轨迹，将各帧可见光图像的预定特征分别映射至相应时间的放射性图像，确定对于每个待测目标的预定特征关于放射性的置信度总和值，基于每个待测目标的置信度总和值为其分配第一权重w1，优选地，所述预定特征包括不限于人脸、人体部位或携带物品。
[0026]在另一种优选实现方式中，所述放射性图像采集装置为伽马相机，伽马相机根据接收到的伽马光子的计数率信息，确认实时分帧的频率，将伽马光子数据进行重组。
[0027]在另一种优选实现方式中，所述定位模块采用下述公式确定预定特征关于放射性的置信度总和值：
[0028][0029]其中，p为放射性图像采集装置的每个探测器像素j探测到的伽马光子数目p
j
所组成的向量，j为所述放射性图像采集装置的探测器像素索引，i为将伽马光子入射角平面离散化后的像素索引，f为入射到放射性图像采集装置准直器前表面的伽马光子数的向量分布，f
i
为自离散化后的目标角平面入射到放射性图像采集装置(伽马相机准直器)前表面的伽马光子数，c
ij
为定量描述放射性图像采集装置对入射伽马光子响应的系统传输矩阵。
[0030]在另一种优选实现方式中，针对存在俯角倾斜式安装的放射性图像采集装置和可见光图像采集装置，根据放射性图像采集装置和可见光图像采集装置安装的空间位置以及两者的融合配准关系，获取到放射性图像与可见光图像二者的融合图像和三维空间的深度对应关系，在得到跟踪模块传递的不同目标的特征点时，根据人脸所占面积对其深度方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种携带放射性物质的目标检测方法，其特征在于，包括：步骤1)、采集待测目标的可见光图像和放射性图像；步骤2)、基于所述可见光图像提取各个待测目标的预定特征，并确定所述预定特征的第一轨迹；步骤3)、确定对于每个待测目标的预定特征对应放射性的置信度总和值，并为其分配第一权重w1；步骤4)、基于所述放射性图像确定放射性物质的第二轨迹，根据每个待测目标的所述第一轨迹和所述第二轨迹的匹配度确定每个待测目标的第二权重w2；步骤5)、根据所述第一权重w1和第二权重w2确定携带放射性物质的待测目标。2.根据权利要求1所述的携带放射性物质的目标检测方法，其特征在于，所述方法还包括基于所述可见光图像和放射性图像获得融合图像，基于所确定的携带放射性物质的待测目标将该待测目标在融合图像中进行标注，所述方法还包括采集目标区域的放射性计数率，基于放射性计数率阈值发出警报信号，响应于所述警报信号执行步骤1)
‑
5)中的检测方法。3.根据权利要求1所述的携带放射性物质的目标检测方法，其特征在于，所述步骤(3)包括沿着所述第一轨迹，将各帧可见光图像的预定特征分别映射至相应采集时间的放射性图像，确定对于每个待测目标的预定特征关于放射性的置信度总和值，基于每个待测目标的置信度总和值为其分配第一权重w1。4.根据权利要求1所述的携带放射性物质的目标检测方法，其特征在于，采用下述公式确定所述预定特征关于放射性的置信度总和值：其中，p为放射性图像采集装置的每个探测器像素j探测到的伽马光子数目p
j
所组成的向量，j为所述放射性图像采集装置的探测器像素索引，i为将伽马光子入射角平面离散化后的像素索引，f为入射到放射性图像采集装置前表面的伽马光子数的向量分布，f
i
为自离散化后的目标角平面入射到放射性图像采集装置前表面的伽马光子数，c
ij
为定量描述放射性图像采集装置对入射伽马光子响应的系统传输矩阵。5.一种携带放射性物质的目标检测系统，其特征在于，所述系统包括：可见光图像采集装置、放射性图像采集装置、重建模块、跟踪模块、定位模块以及甄别模块，所述可见光图像采集装置用于采集待测目标的可见光图像；所述放射性图像采集装置用于采集待测目标的放射性计数率；所述重建模块用于基于所述放射性计数率进行放射性图像重建；所述跟踪模块用于基于所述可见光图像提取各个待测目标的预定特征，并根据所述预定特征得到第一轨迹；所述定位模块用于确定对于每个待测目标的预定特征关于放射性的置信度总和值，基于每个待测目标的置信度总和值为其分配第一权重w1；所述甄别模块用于基于预定时间内重建模块输出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽蕾，江年铭，刘欣，刘培国，谢峰，乔智红，刘迈，
申请(专利权)人：北京永新医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：