CN103942556B - 基于x射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法，包括如下步骤：步骤一、图像预处理；具体为、S101、灰度化处理；S102、图像二值化处理；步骤二、隐私部位识别；具体为、S201、寻找两腿内侧的起始点；S202、寻找夹角顶点；S203、对夹角顶点的坐标位置进行偏移；步骤三、隐私部位的模糊化处理，以上述目标左起点、目标右起点、以及目标夹角顶点的坐标位置确定模糊化三角形区域，然后对上述三角形区域的像素点进行模糊化处理。本发明以快速、准确地识别和处理X射线背散射人体图像隐私部位为目的，实现对人体的隐私安全保护。该方法具有执行效率高、处理速度快、识别精确度高的特点。

Description

基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法

技术领域

本发明涉及计算机图像处理技术领域，特别是涉及一种基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法。

背景技术

随着科技的进步以及公共安全越来越受到人们的关注，各种安检技术，尤其是X射线背散射成像技术，已普遍应用于安检领域，用来实施对人身上所携带疑似危险品的检测。由于X射线背散射成像技术可以穿透人的衣物对人体进行全方位扫描，这样就带来了人体隐私安全问题。因此对X射线背散射人体图像的隐私部位处理已成为安检软件的必要功能。它旨在从X射线背散射人体图像中自动识别隐私部位，并对该部位进行必要的模糊处理。然而由于受外界光照强度，X射线强度，人身上所携带的物品以及检测时人体姿势等等的影响，使得精确识别人体图像的隐私部位变得相当困难。因此，如何准确识别人体隐私部位已成为X射线背散射图像处理的重要课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法，包括如下步骤：

步骤一、图像预处理；具体为：

S101、将原始图像进行灰度化；

S102、将步骤S101获取到的灰度图像进行二值化处理；

步骤二、隐私部位识别；具体为：

S201、寻找两腿内侧的起始点；

以人体图像的1/4高度作为基准面进行寻找，先找左起点或右起点，再找右起点或左起点，具体为：

S2011首先，在所述基准面上从左向右进行扫描，采用四象限边界法和内外侧检测法找到人体图像左边腿部外侧，继而确定左边腿的内侧，从而确定第一左起点；在找到第一左起点后，继续进行扫描，直到到达右边腿的内侧，从而确定第一右起点，如果第一左起点、第一右起点都找着，则进行下一步骤S2012，否则重复本步骤S2011；

S2012然后，在所述基准面上从右向左进行扫描，采用四象限边界法和内外侧检测法找到人体图像右边腿部外侧，继而确定右边腿的内侧，从而确定第二右起点；在找到第二右起点后，继续进行扫描，直到到达左边腿的内侧，从而确定第二左起点，进入下一步骤S2013；

S2013随后，将第一左起点和第二左起点的坐标位置进行比对，具体为：计算第一左起点和第二左起点之间的距离，当第一左起点和第二左起点的距离小于左起点阈值时，则将上述第一左起点或第二左起点的坐标位置信息认定为目标左起点，继续步骤2014；当第一左起点和第二左起点的距离不小于左起点阈值时，则将基准面在竖直方向上增加高度A，然后重复上述步骤S2011，重新寻找两腿内侧的起始点；

S2014将第一右起点和第二右起点的坐标位置进行比对，具体为：计算第一右起点和第二右起点之间的距离，当第一右起点和第二右起点的距离小于右起点阈值时，则将上述第一右起点或第二右起点的坐标位置信息认定为目标右起点，至此，成功完成寻找两腿内侧起始点；当第一右起点和第二右起点的距离不小于右起点阈值时，则将基准面在竖直方向上增加高度A，然后重复上述步骤S2011，重新寻找两腿内侧的起始点；

S202、寻找夹角顶点；具体为：

以左起始点和右起点为起始探索点，沿着两腿内侧边缘竖直往上进行等距离探索，当两腿内侧边缘探索点在竖直方向每上升一次，则计算两探索点之间的距离，当两探索点之间的距离大于夹角阈值时，则沿着两腿内侧边缘竖直往上继续探索，当左腿内侧和右腿内侧之间的距离不大于夹角阈值时，则夹角顶点的坐标位置为：

其中：x_夹终为夹角顶点的横坐标，y_夹终为夹角顶点的纵坐标，x_右终和x_左终分别为当前左探索点和前右探索点的横坐标；y_右终和y_左终分别为当前左探索点和前右探索点的纵坐标；

S203、对夹角顶点的坐标位置进行偏移；具体为：

将夹角顶点的坐标位置在竖直高度上增加L，其数学表达式为：

其中：x_左起为目标左起点的横坐标，x_右起为目标右起点的横坐标；

则目标夹角顶点的坐标位置为：

步骤三、隐私部位的模糊化处理，以上述目标左起点、目标右起点、以及目标夹角顶点的坐标位置确定模糊化三角形区域，然后对上述三角形区域的像素点进行模糊化处理。

进一步：所述步骤三具体为：

将上述三角形区域划分为多个小区域，设当前某一个小区域内要替换的颜色值为u_i，上一个小区域内替换的颜色值u_i-1，当前小区域像素点平均值为μ_i，则

进一步：所述步骤一中的图像预处理具体为：

S101、将原始图像进行灰度化，将上述灰度化图像进行反色处理；

S102、将步骤S101获取到的灰度图像进行二值化处理

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明以快速、准确地识别和处理X射线背散射人体图像隐私部位为目的，实现对人体的隐私安全保护。该方法具有如下的特点：

一、执行效率高，处理速度快。通过对方法细节进行优化，提高执行效率；通过对人体图像结构的分析，删除冗余操作，减少对图像的扫描次数，进而加快运算速度。

二、识别精确度高，通过对检测出的隐私部位进行一定的误差修正，来精确确定隐私部位的位置。

三、.动态处理，本系统会自动根据图像的大小和分辨率来调整打马范围；

附图说明

图1是本发明中基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法的第一优先实施例流程图；

图2是本发明中基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法的第二优先实施例流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，在此例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法，包括如下步骤：

步骤一、图像预处理；具体为：

S101、将原始图像进行灰度化；在本系统中通过Bitmap类变量获得一张位图(X射线背散射人体图像)，遍历图像所有像素点，对每点的RGB值我们取红色的30％，绿色的59％，及蓝色的11％，并将其值相加，从而得到图像各像素点所对应的灰度值，实现图像的灰度化；

S102、将步骤S101获取到的灰度图像进行二值化处理；图像的二值化，就是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的只有黑和白的视觉效果，从而达到简化图像数据，以便后续处理；在本具体实施例中，对反色后的灰度图像进行黑白二值化，即遍历所有像素点，使用最大类间方差法来确定一个合理的阈值，对于每个像素点，其灰度值大于或等于阈值的将其设置为255(白色)，灰度值小于阈值设置为0(黑色)，从而实现图像的二值化；

步骤二、隐私部位识别；具体为：

S201、寻找两腿内侧的起始点；

以人体图像的1/4高度作为基准面进行寻找，先找左起点或右起点，再找右起点或左起点，具体为：

S2011首先，在所述基准面上从左向右进行扫描，采用四象限边界法和内外侧检测法找到人体图像左边腿部外侧，继而确定左边腿的内侧，从而确定第一左起点；在找到第一左起点后，继续进行扫描，直到到达右边腿的内侧，从而确定第一右起点，如果第一左、右起点都找着，则进行下一步骤S2012，否则重复本步骤S2011。

S2012然后，在所述基准面上从右向左进行扫描，采用四象限边界法和内外侧检测法找到人体图像右边腿部外侧，继而确定右边腿的内侧，从而确定第二右起点；在找到第二右起点后，继续进行扫描，直到到达左边腿的内侧，从而确定第二左起点，进入下一步骤S2013。随后，

S2013随后，将第一左起点和第二左起点的坐标位置进行比对，具体为：计算第一左起点和第二左起点之间的距离，当第一左起点和第二左起点的距离小于左起点阈值时，则将上述第一左起点或第二左起点的坐标位置信息认定为目标左起点，继续步骤2014；当第一左起点和第二左起点的距离不小于左起点阈值时，则将基准面在竖直方向上增加高度A，然后重复上述步骤S2011，重新寻找两腿内侧的起始点；

S2014将第一右起点和第二右起点的坐标位置进行比对，具体为：计算第一右起点和第二右起点之间的距离，当第一右起点和第二右起点的距离小于右起点阈值时，则将上述第一右起点或第二右起点的坐标位置信息认定为目标右起点，至此，成功完成寻找两腿内侧起始点；当第一右起点和第二右起点的距离不小于右起点阈值时，则将基准面在竖直方向上增加高度A，然后重复上述步骤S2011，重新寻找两腿内侧的起始点；

四象限边界法：用来检测指定点是否为边界点。以指定点为中心，确定一定的范围划分出四个象限，分别求出每个象限中白点和黑点的总数，然后取四个象限白点和黑点总数的最大值，即取四个象限白点和黑点的最大稠密度。如果白点数和黑点数的最大值都超过设定值，则被检测点为边界点，否则为非边界点。

内外侧检测法：用来检测边界点是处于两腿内侧边界点，还是处于两腿外侧边界点。指定边界点以右上方向偏移一定值得到的点是人体内部点，则该边界点为左边腿的外侧或右边腿的内侧；指定边界点以左上方向偏移一定值得到的点是人体内部点，则该边界点为左边腿的内侧或右边腿的外侧。

内部点检测法：检测指定点是否处于人体内部。通过指定点周围一定范围的黑点稠密度来判断是否属于人体内部(人体处是黑色)。在本具体实施例中，如果被检测点特定范围内黑点数占总像素点数的比例超过80％，则该点视为人体内部点，否则视为人体外部点。

S202、寻找夹角顶点；具体为：

以左起始点和右起点为起始探索点，沿着两腿内侧边缘竖直往上进行等距离探索，当两腿内侧边缘探索点在竖直方向每上升一次，则计算两探索点之间的距离，当两探索点之间的距离大于夹角阈值时，则沿着两腿内侧边缘竖直往上继续探索，当左腿内侧和右腿内侧之间的距离不大于夹角阈值时，则夹角顶点的坐标位置为：

其中：x_夹终为夹角顶点的横坐标，y_夹终为夹角顶点的纵坐标，x_右终和x_左终分别为当前左探索点和前右探索点的横坐标；y_右终和y_左终分别为当前左探索点和前右探索点的纵坐标；

S203、对夹角顶点的坐标位置进行偏移；具体为：

将夹角顶点的坐标位置在竖直高度上增加L，其数学表达式为：

其中：x_左起为目标左起点的横坐标，x_右起为目标右起点的横坐标；

则目标夹角顶点的坐标位置为：

步骤三、隐私部位的模糊化处理，以上述目标左起点、目标右起点、以及目标夹角顶点的坐标位置确定模糊化三角形区域，然后对上述三角形区域的像素点进行模糊化处理。

进一步：所述步骤三具体为：

将上述三角形区域划分为多个小区域，设当前某一个小区域内要替换的颜色值为u_i，上一个小区域内替换的颜色值u_i-1，当前小区域像素点平均值为μ_i，则

请参阅图2，在所述第一具体实施例的基础上，上述第一具体实施例的步骤一还可以采用如下的具体步骤实现：

S101、首先将原始图像进行灰度化；在本系统中通过Bitmap类变量获得一张位图(X射线背散射人体图像)，遍历图像所有像素点，对每点的RGB值我们取红色的30％，绿色的59％，及蓝色的11％，并将其值相加，从而得到图像各像素点所对应的灰度值，实现图像的灰度化；

然后将步骤S101获取到的灰度图像进行反色处理；设f₀和f₁分别为处理前和处理后的灰度值

f₁＝255-f₀

通过上述公式，将步骤S101转换出的灰度图的每个像素的灰度值进行反色处理。此过程的目的是使图像人体区域处由亮变暗，背景处由暗变亮，以便后续的处理

S102、将步骤S101获取到的反色图像进行二值化处理；图像的二值化，就是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的只有黑和白的视觉效果，从而达到简化图像数据，以便后续处理；在本具体实施例中，对反色后的灰度图像进行黑白二值化，即遍历所有像素点，使用最大类间方差法来确定一个合理的阈值，对于每个像素点，其灰度值大于或等于阈值的将其设置为255(白色)，灰度值小于阈值设置为0(黑色)，从而实现图像的二值化。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，比如将扫描的起始方向(即首先从右向左扫描寻找第一右起点)进行替换等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种基于X射线背散射图像的人体隐私识别与处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、图像预处理；具体为：

S101、将原始图像进行灰度化；

S102、将步骤S101获取到的灰度图像进行二值化处理；

步骤二、隐私部位识别；具体为：

S201、寻找两腿内侧的起始点；

以人体图像的1/4高度作为基准面进行寻找，先找左起点或右起点，再找右起点或左起点，具体为：

S2011首先，在所述基准面上从左向右进行扫描，采用四象限边界法和内外侧检测法找到人体图像左边腿部外侧，继而确定左边腿的内侧，从而确定第一左起点；在找到第一左起点后，继续进行扫描，直到到达右边腿的内侧，从而确定第一右起点，如果第一左起点、第一右起点都找着，则进行下一步骤S2012，否则重复本步骤S2011；

所述四象限边界法是以指定点为中心，确定一定的范围划分出四个象限，分别求出每个象限中白点和黑点的总数，然后取四个象限白点和黑点总数的最大值，即取四个象限白点和黑点的最大稠密度；如果白点数和黑点数的最大值都超过设定值，则被检测点为边界点，否则为非边界点；

所述内外侧检测法是指定边界点以右上方向偏移一定值得到的点是人体内部点，则该边界点为左边腿的外侧或右边腿的内侧；指定边界点以左上方向偏移一定值得到的点是人体内部点，则该边界点为左边腿的内侧或右边腿的外侧；

S2012然后，在所述基准面上从右向左进行扫描，采用四象限边界法和内外侧检测法找到人体图像右边腿部外侧，继而确定右边腿的内侧，从而确定第二右起点；在找到第二右起点后，继续进行扫描，直到到达左边腿的内侧，从而确定第二左起点，进入下一步骤S2013；

S2013随后，将第一左起点和第二左起点的坐标位置进行比对，具体为：计算第一左起点和第二左起点之间的距离，当第一左起点和第二左起点的距离小于左起点阈值时，则将上述第一左起点或第二左起点的坐标位置信息认定为目标左起点，继续步骤2014；当第一左起点和第二左起点的距离不小于左起点阈值时，则将基准面在竖直方向上增加高度A，然后重复上述步骤S2011，重新寻找两腿内侧的起始点；

S2014将第一右起点和第二右起点的坐标位置进行比对，具体为：计算第一右起点和第二右起点之间的距离，当第一右起点和第二右起点的距离小于右起点阈值时，则将上述第一右起点或第二右起点的坐标位置信息认定为目标右起点，至此，成功完成寻找两腿内侧起始点；当第一右起点和第二右起点的距离不小于右起点阈值时，则将基准面在竖直方向上增加高度A，然后重复上述步骤S2011，重新寻找两腿内侧的起始点；

S202、寻找夹角顶点；具体为：

以左起始点和右起点为起始探索点，沿着两腿内侧边缘竖直往上进行等距离探索，当两腿内侧边缘探索点在竖直方向每上升一次，则计算两探索点之间的距离，当两探索点之间的距离大于夹角阈值时，则沿着两腿内侧边缘竖直往上继续探索，当左腿内侧和右腿内侧之间的距离不大于夹角阈值时，则夹角顶点的坐标位置为：

其中：x_夹终为夹角顶点的横坐标，y_夹终为夹角顶点的纵坐标，x_右终和x_左终分别为当前左探索点和前右探索点的横坐标；y_右终和y_左终分别为当前左探索点和前右探索点的纵坐标；

S203、对夹角顶点的坐标位置进行偏移；具体为：

将夹角顶点的坐标位置在竖直高度上增加L，其数学表达式为：

其中：x_左起为目标左起点的横坐标，x_右起为目标右起点的横坐标；

则目标夹角顶点的坐标位置为：

步骤三、隐私部位的模糊化处理，以上述目标左起点、目标右起点、以及目标夹角顶点的坐标位置确定模糊化三角形区域，然后对上述三角形区域的像素点进行模糊化处理。

2.根据权利要求1所述的人体隐私识别与处理方法，其特征在于：所述步骤三具体为：

将上述三角形区域划分为多个小区域，设当前某一个小区域内要替换的颜色值为u_i，上一个小区域内替换的颜色值u_i-1，当前小区域像素点平均值为μ_i，则

<mrow> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>u</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;mu;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mn>2</mn> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>&gt;</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> <mo>.</mo> </mrow>

3.根据权利要求1或2所述的人体隐私识别与处理方法，其特征在于：所述步骤一中的图像预处理具体为：

S101、将原始图像进行灰度化，将上述灰度化图像进行反色处理；

S102、将步骤S101获取到的灰度图像进行二值化处理。