專利名稱：一種微波安檢系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于圖像處理與安檢技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及ー種微波安檢系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
微波在傳播過程中具有一定穿透性。通過微波成像技木，能夠?qū)Ρ粧呙枞梭w獲得不受衣物遮擋等影響的成像結(jié)果圖像。基于微波圖像能夠有效地發(fā)現(xiàn)被掃描者身上衣物下隱藏攜帯的危險物品，如金屬刀具、不明液體等。但需要注意的是，安檢過程應(yīng)該尊重被掃描者的法律權(quán)利，應(yīng)該對被掃描者的隱私信息采取保護(hù)措施。在合作情況下，被檢測對象在檢測過程中在檢測空間中站立位置已知，能否根據(jù)由此得出的微波圖像對其隱私部位完成自動檢測、遮擋處理是ー項(xiàng)值得研究的重要技木。在非合作情況下，被檢測對象在檢測過程中在檢測空間中站立的空間位置具有任 意性，且被檢測對象的身高、體型、姿態(tài)等相互之間存在很大差別，在微波圖像結(jié)果中實(shí)現(xiàn)對被掃描者的自動空間定位，并對其隱私部位完成自動檢測、遮擋處理是ー項(xiàng)值得研究的重要技術(shù)?，F(xiàn)有的關(guān)于行人檢測、人臉檢測等方法主要是針對可見光圖像數(shù)據(jù)。在可見光圖像中人臉、行人等灰度層次較高，具有豐富的紋理信息，可以基于Haar特征、灰度匹配、有向梯度直方圖(HOG)等特征進(jìn)行檢測處理。但是在本專利基于微波成像的安檢系統(tǒng)應(yīng)用中，上述方法并不適用，主要原因如下I)微波圖像與可見光圖像成像機(jī)理有著本質(zhì)的區(qū)另O，成像結(jié)果差別很大。微波圖像灰度層次低，清晰度低，且受相干斑乘性噪聲的影響?？梢姽鈭D像中的行人檢測、人臉檢測方法在微波圖像中不能適用；2)基于微波成像的安檢系統(tǒng)應(yīng)用中對隱私檢測、遮擋方法的時間、空間效率要求很高，已有的HOG特征等在計(jì)算過程中特征變量的維數(shù)過高，嚴(yán)重影響使用感受。此外，在安檢過程中，為盡可能方便被檢測對象，不可能對被檢測者的空間站立位置、站立姿態(tài)、四肢放置位置、姿勢等進(jìn)行過于嚴(yán)格的約束、要求。檢測過程基本上可看作為ー非合作情況?；诤唵我?guī)則設(shè)定的方法在非合作情況下被檢測者空間位置、身高、體型、四肢姿勢等不確定因素的因素的影響下表現(xiàn)很差，需要針對微波圖像的內(nèi)容信息進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)具備人體隱私部位自動檢測與遮擋功能的微波安檢系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的g在提供一種微波安檢系統(tǒng)，兼具人體在合作以及非合作情況下隱私部位的自動檢測與遮擋功能，其主要包括如下部件微波發(fā)射與接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、成像處理裝置、顯示裝置以及人體隱私部位檢測、遮擋裝置，其中，所述微波發(fā)射與接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、成像處理裝置以及人體隱私部位檢測、遮擋裝置順次連接，人體隱私部位檢測、遮擋裝置與顯示裝置連接。人體隱私部位檢測、遮擋裝置包括合作情況下人體隱私部位確定子裝置、非合作情況下人體隱私部位確定子裝置、人體隱私部位遮擋子裝置，所述合作情況下人體隱私部位確定子裝置與非合作情況下人體隱私部位確定子裝置分別與前端的所述成像處理裝置連接，所述人體隱私部位遮擋子裝置與后端的所述顯示裝置連接。本實(shí)用新型的有益效果是通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該微波安檢系統(tǒng)實(shí)時性、魯棒性高，正確識別率滿足使用要求，解決了微波安檢系統(tǒng)中合作以及非合作情況下對人體隱私部位的自動遮擋、保護(hù)問題。
圖I是本實(shí)用新型的一種微波安檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中的隱私部位檢測、遮擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)用新型原理在微波安檢系統(tǒng)中，在經(jīng)過微波信號發(fā)射、接收以及對接收信號成像后，需要基于微波成像結(jié)果圖像完成危險物品自動檢測、人體隱私部位自動檢測與遮擋等過程。本實(shí)用新型用于微波安檢系統(tǒng)中的微波圖像人體隱私部位的自動檢測與遮擋過程。在針對微波回波信號完成成像處理后，需要在對圖像結(jié)果中被檢測者的人體隱私部位進(jìn)行自動檢測與遮擋，以保護(hù)被檢測者的隱私權(quán)。通常情況下，安檢過程可分為合作情況與非合作情況兩種情形。合作情況下，被檢測者的空間站立位置、站立姿態(tài)已知；非合作情況下被檢測者的空間站立位置、站立姿態(tài)、四肢放置位置、姿勢等沒有準(zhǔn)確約束與限定。已有的圖像中行人、人臉檢測、識別特征與方法，一方面對微波成像結(jié)果數(shù)據(jù)不適用 ’另一方面難以滿足安檢系統(tǒng)中實(shí)時性要求，正如在背景技術(shù)部分中介紹的那樣。為了解決上述的問題，本實(shí)用新型提供一種微波安檢系統(tǒng)，兼具在合作情況與非合作情況下的人體隱私部位自動檢測與遮擋功能。在微波安檢過程中，對人體隱私部位的自動檢測主要體現(xiàn)在兩個方面首先確定人體在圖像中的水平位置，這主要是由于非合作情況下人體在安檢過程中所站立的空間位置的不同以及在不同角度的人體微波回波成像結(jié)果反映在結(jié)果圖像中表現(xiàn)為人體水平位置的不確定性；其實(shí)是確定人體各隱私部位(頭部、胸部、襠部)的具體高度位置。合作情況下，由于被檢測者的空間站立位置、站立姿態(tài)等信息已知，問題相對簡單，可簡化為非合作情況下處理問題的ー種特殊形式。目前，圖像中人體檢測、人臉檢測等主要針對可見光圖像進(jìn)行研究。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，微波圖像與光學(xué)圖像信號有著本質(zhì)的不同(噪聲、灰度層次等方面)。受此影響，不能直接利用類似光學(xué)圖像模式識別中的紋理、梯度等已有特征、方法完成本應(yīng)用中隱私部位檢測，需要結(jié)合微波灰度圖象自身特點(diǎn)以及人體在成像結(jié)果中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)完成。而本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)人經(jīng)過大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了下述的技術(shù)特點(diǎn)人體回波數(shù)據(jù)在成像結(jié)果中整體高于背景回波。反映在微波灰度圖像中，人體區(qū)域雖然灰度層次上較低，但是人體結(jié)構(gòu)在絕大多數(shù)成像角度下基本呈左右対稱，只是雙手的放置位置、姿態(tài)有所區(qū)別 ’另一方面，盡管微波檢測具有較強(qiáng)的穿透性，但是無論從哪個成像角度上觀察，結(jié)果圖像中人體肩部附近、髖部附近灰度區(qū)域在水平寬度(厚度)上皆大于身體其他部位成像結(jié)果。本實(shí)用新型利用這ー技術(shù)特點(diǎn)，在微波安檢系統(tǒng)中加入隱私部位檢測、遮擋裝置，對輸入微波灰度圖像進(jìn)行分割，在非合作情況下，首先基于分割圖像分別在水平方向構(gòu)建人體區(qū)域像素一維空間分布直方圖，然后通過對ー維空間分布直方圖進(jìn)行迭代最優(yōu)閾值分害!]，計(jì)算直方圖分布中的中心對稱位置作為非合作情況下微波圖像中的人體垂直中位線的水平位置；在合作與非合作情況下，通過垂直方向上構(gòu)建人體區(qū)域像素一維空間分布直方圖，并檢測局部最大值對應(yīng)為人體在水平方向上寬度(厚度)較大的肩部、髖部的粗略位置；最后在獲得人體中線位置、肩部粗略位置、髖部粗略位置的基礎(chǔ)上，通過局部灰度匹配完成頭部中心位置與襠部中心位置的精確定位。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，灰度匹配在圖像信號處理中是ー種很魯棒、準(zhǔn)確地模式識別方式。但是如果直接在全圖中進(jìn)行灰度匹配，一方面計(jì)算量很大，另一方面會導(dǎo)致很多虛警出現(xiàn)。通過人體中線位置、肩部粗略位置、髖部粗略位置的確定可以大大縮小匹配搜索范圍，減少算法的計(jì)算量并提高算法的準(zhǔn)確率。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的ー種微波安檢系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。如圖I所示，本實(shí)用新型的微波安檢系統(tǒng)主要包括微波發(fā)射與接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、成像處理裝置、顯示裝置以及人體隱私部位檢測、遮擋裝置，其中，微波發(fā)射與接收 裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、成像處理裝置以及人體隱私部位檢測、遮擋裝置順次連接，人體隱私部位檢測、遮擋裝置與顯示裝置連接。如圖2所示，該系統(tǒng)中的人體隱私部位檢測、遮擋裝置主要包括如下組件合作情況下人體隱私部位確定子裝置、非合作情況下人體隱私部位確定子裝置、人體隱私部位遮擋子裝置；合作情況下人體隱私部位確定子裝置與非合作情況下人體隱私部位確定子裝置分別與前端的成像處理裝置連接，人體隱私部位遮擋子裝置與后端的顯示裝置連接。微波發(fā)射與接收裝置用于產(chǎn)生、發(fā)射、接收電磁波；數(shù)據(jù)采集裝置用于將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號；成像處理裝置用于將回波數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號；人體隱私部位檢測、遮擋裝置在圖像信號中自動檢測人體隱私部位，并完成遮擋，具體實(shí)現(xiàn)如下在非合作情況下，數(shù)據(jù)進(jìn)入非合作情況下人體隱私部位確定子裝置，該子裝置首先基于分割圖像分別在水平方向構(gòu)建人體區(qū)域像素一維空間分布直方圖，然后通過對ー維空間分布直方圖進(jìn)行迭代最優(yōu)閾值分割，計(jì)算直方圖分布中的中心對稱位置作為非合作情況下微波圖像中的人體垂直中位線的水平位置；通過垂直方向上構(gòu)建人體區(qū)域像素一維空間分布直方圖，并檢測局部最大值對應(yīng)為人體在水平方向上寬度(厚度)較大的肩部、髖部的粗略位置；最后在獲得人體中線位置、肩部粗略位置、髖部粗略位置的基礎(chǔ)上，通過局部灰度匹配完成頭部中心位置與襠部中心位置的精確定位；在合作情況下，數(shù)據(jù)進(jìn)入合作情況下人體隱私部位確定子裝置，在該子裝置中，由于人體空間位置、站立姿態(tài)已知，直接在垂直方向上構(gòu)建人體區(qū)域像素一維空間分布直方圖，并檢測局部最大值對應(yīng)為人體在水平方向上寬度(厚度)較大的肩部、髖部的粗略位置；最后結(jié)合合作情況先驗(yàn)位置信息、肩部粗略位置、髖部粗略位置信息，通過局部灰度匹配完成頭部中心位置與襠部中心位置的精確定位；合作情況下人體隱私部位確定子裝置與非合作情況下人體隱私部位確定子裝置的隱私部位定位結(jié)果輸出至人體隱私部位遮擋子裝置；顯示裝置用于顯示輸出經(jīng)人體隱私部位遮擋子裝置遮擋處理后的微波安檢系統(tǒng)檢測結(jié)果。微波安檢系統(tǒng)通過微波發(fā)射裝置發(fā)射微波至被檢測人體；微波接收裝置接收人體反射的回波信號，并通過數(shù)據(jù)采集裝置將信號從模擬形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式進(jìn)行處理；接下來將數(shù)字信號傳給成像處理裝置，成像處理裝置通過合成孔徑處理，獲得高分辨率的ニ維圖像信號；然后，人體隱私部位檢測、遮擋裝置通過相應(yīng)的部件對人體的隱私部位(頭部、胸部、襠部)進(jìn)行自動檢測；對隱私部位所在局部特殊形狀區(qū)域通過高斯模糊完成遮擋處理；最后，將完成隱私部位遮擋的結(jié)果圖像傳至顯示裝置，呈現(xiàn)給系統(tǒng)操作者和被檢測者。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)用新型的一種微波安檢系統(tǒng)能夠有效適用于人體安檢應(yīng)用中，系統(tǒng)準(zhǔn)確性、魯棒性高，正確識別率滿足使用要求，解決了微波安檢系統(tǒng)中對人體隱私部位的自動檢測、遮擋、保護(hù)問題。以上實(shí)施例僅是為對本實(shí)用新型進(jìn)行清楚闡述所做的限定，本實(shí)用新型實(shí)際保護(hù)范圍并不局限于此，凡基于本實(shí)用新型思想所作的變型或改動，均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。·
權(quán)利要求1.一種微波安檢系統(tǒng)，其特征在于，包括微波發(fā)射與接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、成像處理裝置、顯示裝置以及人體隱私部位檢測、遮擋裝置，其中，所述微波發(fā)射與接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、成像處理裝置以及人體隱私部位檢測、遮擋裝置順次連接，人體隱私部位檢測、遮擋裝置與顯示裝置連接。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種微波安檢系統(tǒng)，其特征在于，所述人體隱私部位檢測、遮擋裝置包括合作情況下人體隱私部位確定子裝置、非合作情況下人體隱私部位確定子裝置、人體隱私部位遮擋子裝置，所述合作情況下人體隱私部位確定子裝置與非合作情況下人體隱私部位確定子裝置分別與前端的所述成像處理裝置連接，所述人體隱私部位遮擋子裝置與后端的所述顯示裝置連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于安檢技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微波安檢系統(tǒng)，其包括微波發(fā)射與接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、成像處理裝置以及人體隱私部位檢測、遮擋裝置，其中，所述微波發(fā)射與接收裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、成像處理裝置以及人體隱私部位檢測、遮擋裝置順次連接；該系統(tǒng)實(shí)時性、魯棒性高，正確識別率滿足使用要求，解決了微波安檢系統(tǒng)中在合作以及非合作情況下對人體隱私部位的自動檢測、遮擋、保護(hù)問題。
文檔編號G01V3/12GK202453516SQ20112057164
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者趙英海, 陳曄 申請人:北京華航無線電測量研究所