一种基于毫米波安检图像危险品坐标映射方法技术

毫米波成像设备具有成像分辨率高和能穿透衣物的特点，这使得其具有发现隐藏在衣物中的物品的优势，但该特点同时会造成旅客隐私暴露的问题。为避免该问题，在对公众显示的安检员界面上显示的应是标注了危险品位置的人偶图像，由于人偶图像一般采用固定的模型，通过简单的缩放映射显然无法准确地将危险品坐标由毫米波图像映射到人偶图像上。为解决上述问题，本发明专利技术提出了一种基于人体关键点信息的危险品坐标映射方法，该方法通过危险品坐标与关键点坐标的相对位置关系对其所属区域进行精细划分，然后基于区域特点采用相应的映射方法进行坐标映射，从而得到准确的映射结果。从而得到准确的映射结果。从而得到准确的映射结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波安检图像危险品坐标映射方法


[0001]本专利技术属于图像处理领域，具体涉及一种基于毫米波安检图像危险品坐标映射方法。

技术介绍

[0002]毫米波成像设备具有成像分辨率高和能穿透衣物的特点，这使得其具有发现隐藏在衣物中的物品的优势，但该特点同时会造成旅客隐私暴露的问题。为避免该问题，在对公众显示的安检员界面上显示的应是标注了危险品位置的人偶图像，但目前还未见公开发表的论文或专利论述将危险品位置信息映射到人偶图像上的方法。由于人偶图像一般采用固定的模型，而旅客的体型千差万别，且旅客在接受成像检查时的姿势与检查装置要求的姿势必然存在一定偏差，因此通过简单的缩放映射显然无法准确地将危险品坐标由毫米波图像映射到人偶图像上。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术中的不足，本专利技术提出了一种基于人体关键点信息的危险品坐标映射方法，该方法通过危险品坐标与关键点坐标的相对位置关系对其所属区域进行精细划分，然后基于区域特点采用相应的映射方法进行坐标映射，从而得到准确的映射结果。将危险品坐标由原始毫米波安检图像映射到人偶图像上，实现对旅客隐私进行保护，提升安检流程自动化程度与执行效率。具体包括以下步骤：
[0004]1)人体建模
[0005]本专利技术的方法的总体流程如图1所示，算法的核心思想是比较危险品坐标与毫米波人体图像的关键点坐标，通过一系列判据识别危险品所在的具体人体部位，然后再根据人体部位的特点使用相应映射方法得到该物品在人偶图像上的合理坐标。通过这种分部位的映射方式，可以有效地克服人体形态差异和姿态差异导致的映射不准的问题。
[0006]本专利技术通过人体的关键部位与关节点对人体进行建模，建模样例如图2(a)和图2(b)所示，其中图2(a)为在毫米波图像上标注的关键点，图2(b)为在人偶图像上标注的关键点，涉及的关键点共有13个，具体为头部(Head)、左肩(LS)、右肩(RS)、左腰(LW)、右腰(RW)、左膝(LK)、右膝(RK)、左足(LF)、右足(RF)、左肘(LE)、右肘(RE)、左手(LH)、右手(RH)，人偶上的关键点与人体上的关键点一一对应，通过增加
“’”
加以区分。基于关键点，将人体划分为以下8个区域：1.人体躯干；2.大腿；3.左侧小腿；4.右侧小腿；5.左侧上臂；6.左侧小臂；7.右侧上臂；8.右侧小臂。由于头面部和手部在安检时一般没有遮挡，无需通过毫米波技术进行检查，因此即使出现危险品报警也无需进行坐标映射。
[0007]2)数据准备
[0008]采集并输入毫米波图像和人偶图像的关键点信息数据，并将数据准备完成；
[0009]3)区域判定方
[0010]本专利技术采用了7组判断条件来判定危险品所属的区域，区域可分为两类，一类是人
体躯干和大腿这两种投影面积较大的面区域，其余的如小臂、小腿等则为线区域，这两类区域的判定方式与坐标映射方式均有差异。
[0011]方法流程如图1所示，首先判断危险品是否位于人体躯干(判断1)。人体躯干区域定义为图3中由LS2、RS2、LW2、RW2四个点所包围的四边形区域R1，该区域比由输入人体关键点LS、RS、LW、RW所包围的区域更宽，原因是位于躯干上的危险品中心坐标可能位于躯干的侧面，由于关键点坐标可能存在误差，因而危险品中心坐标容易超出关键点所包围的区域。LS2、RS2、LW2、RW2的坐标计算方式为：
[0012](x
LS2
，y
LS2
)＝(x
LS
‑
d
x
，y
LS
+d
y
)
[0013](x
RS2
，y
RS2
)＝(x
RS
+d
x
，y
RS
+d
y
)
[0014](x
LW2
，y
LW2
)＝(x
LW
‑
d
x
，y
LW
)
[0015](x
RW2
，y
RW2
)＝(x
RW
+d
x
，y
RW
)
[0016]其中d
x
为水平偏移量，d
y
为竖直方向偏移量。采用射线法、转角法等算法可较容易地判断危险品坐标是否位于四边形内部。
[0017]若危险品不位于人体躯干，则判断危险品是否位于大腿区域(判断2)。大腿区域的定义方式与躯干区域的定义方式类似，如图3中由LW2、RW2、LK2、RK2所包围的四边形区域R2所示。LK2与RK2的坐标计算方式为：
[0018](x
LK2
，y
LK2
)＝(x
LK
‑
d
x
，y
LK
‑
d
y
)
[0019](x
RK2
，y
RK2
)＝(x
RK
+d
x
，y
RK
‑
d
y
)。
[0020]如图4所示，设某危险品D中心坐标为(x
D
，y
D
)，若其纵坐标y
D
小于膝盖位置y
LK2
或y
RK2
，即y
D
＜y
LK2
或y
D
＜y
RK2
，则危险品应位于小腿上(判断3)。
[0021]定义距离函数：
[0022]为A点与B点间的距离。
[0023]若危险品与左膝盖的距离更近，即dist(D，LK)＜dist(D，RR)，则判定该危险品位于左侧小腿，反之则位于右侧小腿(判断4)。
[0024]若危险品不在R1、R2或者小腿区域，则应位于手臂区域，若危险品与左臂肘关节点LE更近，即dist(D，LE)＜dist(D，RE)，则危险品位于左臂，反之则位于右臂(判断5)。判断6为危险品属于左小臂或左大臂的判断，采用夹角大小比较来实现。设为从A点到B点的向量(O为坐标原点)，记与的夹角为α，记与的夹角为β，若α＜β，则危险品D位于小臂，反之则危险品位于大臂。判断7与判断6方式相同，只是判断的位置由左臂变为右臂。
[0025]4)坐标映射
[0026]如在前所述，躯干和大腿被视作面区域，位于面区域内的危险品需随着该平面做整体变换以达到较好的指示效果。为此，本专利技术采用投影变换的方式对危险品坐标进行映射。以人体躯干部分为例，人体上的关键点组(LS，RS，LW，RW)的坐标依次为(x
i
，y
i
)(i＝1，2，3，4)，对应人偶上的关键点(LS
’
，RS
’
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波安检图像危险品坐标映射方法，其特征在于：通过比较危险品坐标与毫米波人体图像的关键点坐标，判据识别危险品所在的具体人体部位，然后再根据人体部位映射得到该物品在人偶图像上的坐标；具体包括以下具体步骤：1)人体建模通过人体的关键部位与关节点对人体进行建模，进行区域划分，将关键部位与关节点设置为关键点，并在人偶图像上对应标注出关键点；2)数据准备包括毫米波图像和人偶图像关键点信息的输入及数据准备；毫米波图像关键点信息；人偶图像关键点信息；3)区域判定根据危险品位置信息，基于步骤1)中的人体区域划分，判断危险品所在人体区域；4)坐标映射通过人体的关键点与对应的人偶图像上的关键点，将危险品坐标映射到人偶图像上。2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波安检图像危险品坐标映射方法，其特征在于：所述关键点共有13个，分别为头部、左肩、右肩、左腰、右腰、左膝、右膝、左足、右足、左肘、右肘、左手和右手，人偶上的关键点与人体上的关键点一一对应。3.根据权利要求2所述的一种基于毫米波安检图像危险品坐标映射方法，其特征在于：所述区域划分为以下8个区域：人体躯干、大腿、左侧小腿、右侧小腿、左侧上臂、左侧小臂、右侧上臂和右侧小臂。4.根据权利要求3所述的一种基于毫米波安检图像危险品坐标映射方法，其特征在于：所述区域分为两类，一类是躯干和大腿投影面积较大的为面区域，另一类是小臂、上臂、小腿的为线区域。5.根据权利要求4所述的一种基于毫米波安检图像危险品坐标映射方法，其特征在于：所述区域判...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光锐，尚士泽，李思明，欧湛，辛乐，李元吉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：