基于X射线技术的液态违禁物的图像识别与分类方法研究

摘要

近年来，随着国家经济实力的提升，与过去相比较，人们的生活水平得到了大幅度的提高，以至于人们所追求的生活质量与生活方式也变得更加多样化，外出旅游、出国购物等活动空前增多;但与此同时，伴随而来的社会问题也越显突出，这就对安检设备仪器提出了很大的考验。 在火车站、汽车站以及各种需要安检场合都大量采用了X射线安检机，其主要目的是用来识别比如枪支、刀具、易爆易燃等违禁物，经过科研工作者长时间的研究与改进，运用X射线安检机已经可以比较清楚准确的辨识出常见的铁、钢制品，但是在对液态物质的检测方面依然显得捉襟见肘，还在用比如打开瓶盖闻气味、观察液体颜色等较为传统的方式来区分其是否是危险品，这种方法不仅不能很好的区分出液态违禁物，还可能对人体造成伤害。 本文着重对液态违禁物图像识别与分类两方面展开的研究工作;在图像识别方面:对于采集到的图像，由于各种原因，往往会掺合着一些噪声信息，针对这一点，重新构造了新的小波阈值函数，使除噪效果得到提升;其次针对X射线液态物质图像的灰度分布特点和整体差异性，采用新的算法对图像进行区分，取得了不错的效果。在液态违禁物质分类方面:通过实验的方式，对甲醇、乙醇、丙酮以及汽油进行分类X射线透视实验，分别采集其在包裹中与裸露状态下的高低能灰度值，用MATLAB软件对采集的数据进行曲线拟合，最终达到求出拟合数据方程的目的。 论文通过对常见液态违禁物进行大量线扫描实验，以获得的高低能灰度值来求出对应的拟合方程，同时结合图像处理理论，为液态违禁物的识别工作提供了一种新的研究方向。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题研究的背景与意义

1．2课题研究的目的

1．3国内外危险品识别的研究现状

1．4本文研究的主要内容

第2章X射线成像原理与应用

2．1 X射线产生原理概述

2．1．1 X射线产生机理

2．1．2 X射线的光谱特性

2．1．3 X射线与物质相互作用特点

2．2双能X射线检测技术的应用

2．3 X射线安检机检测系统简介

2．3．1安检测试仪整体结构

2．3．2 X射线安检机工作原理

2．3．3安检机系统子部件功能

2．4本章小结

第3章液态物图像的小波阈值除噪

3．1小波变换的提出

3．1．1傅立叶变换与小波变换

3．1．2从傅立叶变换到窗口傅立叶变换

3．1．3小波变换

3．2二维多分辨率分析及小波子空间分析

3．3图像的多分辨率分解与合成

3．4 Mallat算法以及小波阈值除噪分析

3．4．1 Mallat算法理论

3．4．2小波阈值函数除噪分析

3．5本章小结

第4章液态违禁物图像的平滑与数学形态处理

4．1液态类物质图像的平滑处理

4．1．1液态类物质图像平滑处理常用方法

4．1．2液态类物质图像中值滤波与均值滤波比较

4．2液态物质图像的形态处理

4．2．1膨胀运算

4．2．2腐蚀运算

4．2．3复合操作

4．2．3液态物质图像形态处理

4．3本章小节

第5章液态物质图像识别方法研究与实验

5．1图像识别基本原理

5．1．1识别算法理论基础

5．1．2物理解释

5．2图像识别实验

5．3本章小结

第6章液态违禁品分类方法实验研究

6．1数据采集实验设备

6．1．1安检设备测试与核准

6．1．2实验数据的获取

6．2液态违禁品实验设计及曲线拟合

6．2．1包裹中的液体实验数据采集

6．2．2包裹中液体求解方程与数据拟合

6．2．3瓶装液体实验数采集

6．2．4瓶中液体求解方程与数据拟合

6．2．5实验验证

6．3本章小结

7．1研究结论

7．2研究展望

参考文献

致谢

附录