被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，用于被動(dòng)式太赫茲圖像的目標(biāo)分割，特別涉及一種被 動(dòng)式太赫茲圖像分割方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太赫茲輻射通常指波長在3mm-3ym區(qū)間內(nèi)的遠(yuǎn)紅外電磁輻射。近幾年，被動(dòng)式 太赫茲成像技術(shù)在安檢領(lǐng)域中的應(yīng)用體現(xiàn)出令人矚目的發(fā)展前景，相較于傳統(tǒng)安檢方法， 被動(dòng)式赫茲成像技術(shù)有以下三方面優(yōu)勢：首先，在太赫茲波段，很多分子存在ITHz以上的 特殊吸收頻率，因此利用太赫茲光譜可對(duì)物質(zhì)種類和成分進(jìn)行鑒別，可用于安檢過程中爆 炸物、毒品、生化物等危險(xiǎn)品的檢測；其次，太赫茲輻射對(duì)于很多非金屬物、非極性物質(zhì)，如： 衣物、紙箱、塑料等常見遮擋物及包裝材料具有很強(qiáng)的穿透力，可直接探測到被包裹或覆蓋 的危險(xiǎn)品；再次，太赫茲輻射的光子能量低，沒有X射線的致電離性質(zhì)，不會(huì)對(duì)物品及人員 造成損害，非常適用于人體安檢。雖然被動(dòng)式太赫茲成像技術(shù)在安檢領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大潛 力，但由于受到探測器靈敏度、天線的低通效應(yīng)、成像系統(tǒng)的衍射效應(yīng)等限制，被動(dòng)式太赫 茲圖像的分辨率與信噪比普遍較低，不利于圖像中被檢物品的快速分割與識(shí)別，也限制了 該技術(shù)的發(fā)展。因此發(fā)展快速高精度的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法對(duì)于提高太赫茲成像安 檢儀的探測性能具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu) 點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法，本發(fā)明將圖像分為 多個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行處理，再結(jié)合去噪預(yù)處理等步驟，解決了被動(dòng)式太赫茲圖像中被檢物品 與被檢人體區(qū)域的快速分割和識(shí)別問題。
[0005] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0006] -種被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟一、獲得被檢人體的被動(dòng)式太赫茲二維圖像；
[0008] 步驟二、預(yù)處理：將步驟一中得到的被動(dòng)式太赫茲二維圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理；
[0009] 步驟三、區(qū)域分割：將經(jīng)過步驟二去噪預(yù)處理后的被動(dòng)式太赫茲二維圖像等分為 n個(gè)區(qū)域，設(shè)定所述被動(dòng)式太赫茲二維圖像整體灰度均值為aver，其中每個(gè)區(qū)域的灰度均 值為averk，某一區(qū)域k中坐標(biāo)為（X，y)點(diǎn)的灰度值為fk(x,y)，區(qū)域k的區(qū)域閾值為Tk，其 中kG[1，n]，該區(qū)域有效性閾值為Ty，之后根據(jù)如下公式（3)、（4)和（5)運(yùn)算除去灰度值 小于閾值1；的點(diǎn)得到圖像，
[0010] Ty=aver-r(3)
[0011]
[0013] 其中，n為正整數(shù)，r= 20 ;以及，之后進(jìn)入步驟四，
[0014] 步驟四、判斷得到的圖像中是否存在金屬物品輪廓，若存在金屬物品輪廓，則判定 所述被檢人體攜帶有金屬物品，如不存在金屬物品輪廓，則判定所述被檢人體未攜帶金屬 物品。
[0015] 優(yōu)選的是，所述的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法中，在所述步驟三之后和所述步驟 四之前還包括：
[0016] 步驟A、區(qū)域糾正：對(duì)步驟三中得到的圖像中的每個(gè)信息點(diǎn)進(jìn)行如下計(jì)算：統(tǒng)計(jì)該 信息點(diǎn)所在區(qū)域和與該信息點(diǎn)所在區(qū)域相鄰的所有區(qū)域內(nèi)的信息點(diǎn)的個(gè)數(shù)N，
[0017] 若N< 4,則將該信息點(diǎn)所在區(qū)域和與該信息點(diǎn)所述區(qū)域相鄰的所有區(qū)域內(nèi)的所 有信息點(diǎn)作為噪聲點(diǎn)去除，
[0018] 若N= 5,則判定該5個(gè)信息點(diǎn)均為有效信息點(diǎn)，
[0019] 若N多6,則判定該區(qū)域內(nèi)圖像出現(xiàn)孔洞，判定該信息點(diǎn)所在區(qū)域和與該信息點(diǎn)所 述區(qū)域相鄰的所有區(qū)域內(nèi)的所有信息點(diǎn)均為有效信息點(diǎn)，填充所述孔洞；
[0020] 以獲得經(jīng)過區(qū)域糾正后的圖像。
[0021] 優(yōu)選的是，所述的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法中，在所述步驟A之后和所述步驟 四之前還包括：
[0022] 步驟B、對(duì)步驟A中得到的圖像進(jìn)行濾波處理。
[0023] 優(yōu)選的是，所述的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法中，所述步驟一中，獲得被檢人體的 被動(dòng)式太赫茲二維圖像的具體過程包括：首先掃描獲得被檢人體的被動(dòng)式太赫茲的一維數(shù) 據(jù)，之后再將所述一維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維圖像。
[0024] 優(yōu)選的是，所述的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法中，所述步驟二中，將步驟一中得到 的被動(dòng)式太赫茲二維圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理的具體過程為：
[0025] 2. 1)設(shè)定二維圖像寬為width，高為height，點(diǎn)（X，y)的灰度值為f(x,y)，整體圖 像灰度均值為aver，則有，
[0027] 2. 2)設(shè)定所述二維圖像閾值為T，令T= 0 .aver，其中0 < 0 < 1，將小于二維 圖像閾值T的點(diǎn)作為噪聲點(diǎn)去除，如下公式（2)所示：
[0029] 優(yōu)選的是，所述的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法中，所述步驟二中，0 =0.6。
[0030] 優(yōu)選的是，所述的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法中，在所述步驟B中，所述濾波處理 為雙向?yàn)V波處理。
[0031] 優(yōu)選的是，所述的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法中，在所述步驟B中，所述雙向?yàn)V波 處理進(jìn)行3次。
[0032] 優(yōu)選的是，所述的被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法中，n= 16或36
[0033] 本發(fā)明至少包括以下有益效果：
[0034] 本發(fā)明的方法首先對(duì)原始太赫茲圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理，然后對(duì)其進(jìn)行區(qū)域分割， 并針對(duì)其有用信息點(diǎn)聚集、噪聲點(diǎn)分散的特點(diǎn)，利用雙向?yàn)V波方法對(duì)分割圖像進(jìn)行區(qū)域修 正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，本發(fā)明的方法可快速、有效地從被動(dòng)式太赫茲圖像中分割出人體區(qū)域與 藏匿于人體上的金屬物品，圖像中的人像和金屬物品輪廓清晰，邊緣平滑，無孔洞，能夠明 確地看出是否存在金屬物品。本發(fā)明的方法快速準(zhǔn)確，適用于安檢機(jī)。
[0035] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本 發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中獲得的被檢人體的被動(dòng)式太赫茲二維圖像的原 始圖。
[0037] 圖2為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中圖像經(jīng)去噪預(yù)處理后的結(jié)果圖。
[0038] 圖3(a)為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中T= 75時(shí)單閾值分割效果圖。
[0039] 圖3(b)為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中T= 130時(shí)單閾值分割效果圖。
[0040] 圖4為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中圖像經(jīng)區(qū)域分割后的結(jié)果圖。
[0041] 圖5為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中目標(biāo)修正3X3區(qū)域的示意圖。
[0042] 圖6為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中區(qū)域內(nèi)信息點(diǎn)數(shù)目小于4時(shí)，判定為噪聲點(diǎn)清除 的示意圖。
[0043] 圖7為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中區(qū)域內(nèi)信息點(diǎn)數(shù)目為5時(shí)，判定為有效信息點(diǎn)的 示意圖。
[0044] 圖8為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中區(qū)域內(nèi)信息點(diǎn)大于6時(shí)，判定人體區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)孔 洞，進(jìn)行填充的示意圖。
[0045] 圖9(a)為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中經(jīng)本發(fā)明的方法處理后得到的被動(dòng)式太赫茲 圖像的原始圖。
[0046] 圖9(b)為本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例中經(jīng)本發(fā)明的方法處理后得到的圖像分割結(jié)果 圖的一種顯示形式。
[0047] 圖10為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中獲得的被檢人體的被動(dòng)式太赫茲二維圖像的原始 圖。
[0048] 圖11為本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中經(jīng)本發(fā)明的方法處理后得到的圖像分割結(jié)果的顯 示圖的一種顯示形式。
[0049] 圖12為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中獲得的被檢人體的被動(dòng)式太赫茲二維圖像的原始 圖。
[0050] 圖13為本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例中經(jīng)本發(fā)明的方法處理后得到的圖像分割結(jié)果的顯 示圖的一種顯示形式。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文 字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0052] 應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含"以及"包括"術(shù)語并不配出一個(gè)或多 個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0053] 本發(fā)明提供一種被動(dòng)式太赫茲圖像分割方法，包括以下步驟：
[0054] 步驟一、獲得被檢人體的被動(dòng)式太赫茲二維圖像；
[0055] 步驟二、預(yù)處理：將步驟一中得到的被動(dòng)式太赫茲二維圖像進(jìn)行去噪預(yù)處理；
[0056] 步驟三、區(qū)域分割：將經(jīng)過步驟二去噪預(yù)處理后的被動(dòng)式太赫茲二維圖像等分為 n個(gè)區(qū)域，設(shè)定所述被動(dòng)式太赫茲二維圖像整體灰度均值為aver，其中每個(gè)區(qū)域的灰度均 值為averk，某一區(qū)域k中坐標(biāo)為（X，y)點(diǎn)的灰度值為fk(x,y)，區(qū)域k的區(qū)域閾值為Tk，其 中kG[1，n]，該區(qū)域有效性閾值為Ty，之后根據(jù)如下公式（3)、（4)和（5)運(yùn)算除去灰度值 小于閾值1；的點(diǎn)得到圖像，
[0057] Ty =aver-r(3)
[0060] 其中，n為正整數(shù)，r= 20 ;以及，之后進(jìn)入步驟四，
[0061] 步驟四、判斷得到的圖像中是否存在金屬物品輪廓，若存在金屬物品輪廓，則判定 所述被檢人體攜帶有金屬物品，如不存在金屬物品輪廓，則判定所述被檢人體未攜帶金屬 物品。
[0062] 因?yàn)閰^(qū)域分割后的圖像背景中仍然存在噪聲點(diǎn)，同時(shí)人體區(qū)域內(nèi)存在由于誤分割 導(dǎo)致的孔洞，通常分割圖像中噪聲點(diǎn)在圖像中表現(xiàn)為孤立、分散的，而有用信息點(diǎn)往往是聚 集的，針對(duì)這種特性本發(fā)明提出了一種區(qū)域修正方法。如：在本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例中， 作為優(yōu)選，在所述步驟三之后和所述步驟四之前還包括：
[0063] 步驟A、區(qū)域糾正：對(duì)步驟三中得到的圖像中的每個(gè)信息點(diǎn)進(jìn)行如下計(jì)算：統(tǒng)計(jì)該 信息點(diǎn)所在區(qū)域和與該信息點(diǎn)所在區(qū)域相鄰的所有區(qū)域內(nèi)的信息點(diǎn)的個(gè)數(shù)N，
[0064] 若N< 4,則將該信息點(diǎn)所在區(qū)域和與該信息點(diǎn)所述區(qū)域相鄰的所有區(qū)域內(nèi)的所 有信息點(diǎn)作為噪聲點(diǎn)去除，
[0065] 若N= 5,則判定該5個(gè)信息點(diǎn)均為有效信息點(diǎn)，
[0066] 若N多6,則判定該區(qū)域內(nèi)圖像出現(xiàn)孔洞，判定該信息點(diǎn)所在區(qū)域和與該信息點(diǎn)所 述區(qū)域相鄰的所有區(qū)域內(nèi)的所有信息點(diǎn)均為有效信息點(diǎn)，填充所述孔洞；
[0067] 以獲得經(jīng)過區(qū)域糾正后的圖像。
[0068] 為了避免上述方法導(dǎo)致的圖像偏移，在本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例中，作為優(yōu)選，在 所述步驟A之后和所述步驟四之前還包括：
[0069]步驟B、對(duì)步驟A中得到的圖像進(jìn)行濾波處理。
[0070] 在上述方案中，作為優(yōu)選，在所述步驟B中，所述濾波處理為雙向?yàn)V波處理。
[0071] 在上述方案中，作為優(yōu)選，在所述步驟B中，所述雙向?yàn)V波處理進(jìn)行3次。
[0072] 在本發(fā)明的其中