CN110969559A - 一种基于阈值体系的危险品识别方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于阈值体系的危险品识别方法及系统,属于安全监测技术领域,解决了现有技术中危险品识别针对性弱准确率低的问题。该方法包括以下步骤:获取影响危险品阈值设置的随机因素特征和固定因素特征;根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值;基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型获得各类危险品的第二阈值;基于所述各类危险品的第二阈值对被检测目标进行识别获得识别结果,并根据识别结果判断被检测对象是否为危险品。提高了危险品识别的针对性和准确率。
Description
技术领域
本发明涉及安全检测技术领域,尤其涉及一种基于阈值体系的危险品识别方法及系统。
背景技术
随着我国经济的高速发展,人们的生活品质和出行热情不断提升,高铁、飞机、地铁、展馆等公共场所的人流量日益增大。携带危险品将极大地威胁人身安全,对于安检机效率的提升需求日益增加。为了保证旅公共场所的人身安全,在很多公共区域都配置了安全检查系统,主要检查行李物品中是否携带枪支、弹药、易燃、易爆、有毒、放射性等危险物品,以确保公共场所的安全。例如在机场、火车站以及大型活动场所均配置有安检设施。
目前,越来愈多的安检设施采用了基于深度神经网络的人工智能识别算法识别危险物品、违禁物品,在采用深度神经网络进行危险品识别时,神经网络会对待识别的图片的可疑区域,给出其对应的疑似危险品的疑似程度,以百分数显示。即对于一个可疑区域,神经网络将给出如“68.55%为A,23.37%为B,……”的结果,而疑似度最高的危险品分类,则将作为对于此图片的识别结果,反馈给用户。
现有技术至少存在以下缺陷,一是在不同的场合、场景,存在着对危险品不同的识别优先度和紧急程度的需求,采用“疑似度最高的结果作为识别结果”的方法将无法满足上述需求,并且存在较高的误检率。二是为满足上述需求,需建立不同种类的多个神经网路模型,增加了研发成本,且往往需要专业工程人员进行大量的修改工作,难以迅速针对不同需求改变安检系统的报警策略。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种基于阈值体系的危险品识别方法及系统,用以解决现有技术中危险品识别针对性弱、准确率低的问题。
一方面,本发明提供了一种基于阈值体系的危险品识别方法,该包括以下步骤:
获取影响危险品阈值设置的随机因素特征和固定因素特征;
根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值;
基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;
根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型获得各类危险品的第二阈值;
基于所述各类危险品的第二阈值对被检测目标进行识别获得识别结果,并根据识别结果判断被检测对象是否为危险品。
进一步的,所述获取的各类危险品识别的准确率的属性值包括平均精度、查准率、查全率、IOU和置信度阈值;通过将所述属性值输入预设的阈值调整模型得到各类危险品的第二阈值。
进一步的,通过下述方式获得所述预设的阈值调整模型:
将各类危险品识别的准确率所包括的属性值输入神经网络的输入层,并随机生成权值矩阵输入至神经网络的隐藏层;
根据所述权值矩阵和所述属性值得到隐藏层神经元的输出数值,并根据所述神经元的输出数值得到输出层输出的阈值;
计算所述输出层输出的阈值与第一阈值的误差方差值,并利用误差逆传播算法获得各类危险品识别结果准确率包括的属性值的误差值;
根据所述属性值的误差值及权值修正公式对所述权值矩阵进行修正,直至所述属性值的误差值小于预设值从而获得预设的阈值调整模型。
进一步的,所述固定因素包括地域信息和安检场景,所述随机因素包括安检时期、人流量、被检人员身份信息和气候时节中的至少一种。
进一步的,根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得各类危险品第一阈值,具体流程如下:
利用模糊隶属度函数对随机因素特征进行模糊处理获得各因素特征的隶属度;
将固定因素特征进行量化获得各因素特征的属性值;
根据随机因素特征的隶属度和固定因素特征的属性值建立模糊隶属度矩阵;
根据所述模糊隶属度矩阵获得模糊信息熵和模糊信息增益,并根据所述模糊信息熵和模糊信息增益建立阈值评估模糊决策树;
根据所述阈值评估模糊决策树获得各类危险品的第一阈值。
进一步的,所述获得的模糊隶属度矩阵形式如下:
进一步的,通过下述方式建立阈值评估模糊决策树:
在根节点处,计算阈值结点在各影响因素特征i上的模糊信息熵;
利用所述阈值结点在各影响因素特征i上的模糊信息熵计算获得各影响因素特征i在阈值结点处对应的模糊信息增益;
选取模糊信息增益最大的影响因素特征i作为所述阈值评估模糊决策树的根节点;
并依次确定支节点处对应的影响因素特征,从而建立阈值评估模糊决策树。
与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:
1、本发明根据随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值,针对各类不同危险品分别设定阈值,针对性强,能够满足不同场合、场景对危险品不同的识别优先度和紧急程度的需求;
2、本发明基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;再根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型进行调整获得各类危险品的第二阈值,以实现在提高各类危险品识别的针对性的同时,提高对各类危险品识别的准确率。
另一方面,本发明提供了一种基于阈值体系的危险品识别系统,包括,因素特征获取模块,用于获取影响危险品阈值设置因素特征,所述因素特征包括随机因素特征和固定因素特征,所述固定因素包括地域信息和安检场景,所述随机因素包括安检时期、人流量、被检人员身份信息和气候时节中的至少一种;
第一阈值获取模块,用于根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值;
危险品识别模块,用于基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;
第二阈值获取模块,用于根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型获得各类危险品的第二阈值;
危险品识别模块,还用于基于所述各类危险品的第二阈值对被检测目标进行识别获得识别结果,并根据识别结果判断被检测对象是否为危险品。
进一步的,通过下述方式建立预设的阈值调整模型:
将各类危险品识别的准确率所包括的属性值输入至神经网络的输入层,并随机生成权值矩阵输入至神经网络的隐藏层,所述属性值包括平均精度、查准率、查全率、IOU和置信度阈值;
根据所述权值矩阵和所述属性值得到隐藏层神经元的输出数值,并根据所述神经元的输出数值得到输出层输出的阈值;
计算所述输出层输出的阈值与第一阈值的误差方差值,并利用误差逆传播算法获得各类危险品识别结果准确率包括的属性值的误差值;
根据所述属性值的误差值及权值修正公式对所述权值矩阵进行修正,直至所述属性值的误差值小于预设值从而获得预设的阈值调整模型。
进一步的,还包括报警模块,用于在判定被检测对象为危险品时,发出危险品警报。
本发明中的危险品识别系统与上述危险品识别方法具有相同的原理,因此本系统具有与上述方法相应的技术效果。
本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例基于阈值体系的危险品识别方法的流程图;
图2为本发明实施例基于阈值体系的危险品识别系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
方法实施例
本发明的一个具体实施例,公开了一种基于阈值体系的危险品识别方法,如图1所示,该包括以下步骤:
获取影响危险品阈值设置的随机因素特征和固定因素特征;
根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值;
基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;
根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型获得各类危险品的第二阈值;
基于所述各类危险品的第二阈值对被检测目标进行识别获得识别结果,并根据识别结果判断被检测对象是否为危险品,若判定为危险品,则发出危险品警报。
现有技术中,将各类危险品识别的阈值统一设置为相同的数值,无法满足在不同时期或不同场景下对各类危险品识别的需求,示例性的,在同一个安检场合,平时可能对水果刀等小刀具不做强制检出的要求,但某些重要时期(如重要会议召开等),则要求对此类小型刀具也要做出100%的检出率,此时则需要对刀具这一类的危险品阈值进行单独调整以满足需求,而本发明便是针对不同类别的危险品阈值分别进行设置,因此,当面对上述安检场合时,能够单独调整刀具这一类的危险品阈值,以满足上述需求。
优选的,基于各类危险品的第一阈值对危险品进行识别获取各类危险品识别的准确率,所述获取的各类危险品识别的准确率的属性值包括平均精度、查准率、查全率、IOU和置信度阈值;通过将所述属性值输入预设的阈值调整模型得到各类危险品的第二阈值。其中,所述IOU为交并比为目标识别结果和真实识别结果的交集和并集的比例。
优选的,将第一阈值及对应的危险品识别准确率作为样本通过下述方式对阈值调整模型进行训练获得所述预设的阈值调整模型:
将各类危险品识别的准确率所包括的属性值输入神经网络的输入层,并随机生成权值矩阵输入至神经网络的隐藏层;
根据所述权值矩阵和所述属性值得到隐藏层神经元的输出数值,并根据所述神经元的输出数值得到输出层输出的阈值;
计算所述输出层输出的阈值与第一阈值的误差方差值,并利用误差逆传播算法获得各类危险品识别结果准确率包括的属性值的误差值;
根据所述属性值的误差值及权值修正公式对所述权值矩阵进行修正,直至所述属性值的误差值小于预设值从而获得预设的阈值调整模型。
具体的,所述固定因素包括地域信息和安检场景,所述随机因素包括安检时期、人流量、被检人员身份信息和气候时节中的至少一种。
其中,所述安检场景包括机场、火车站、地铁站、大型商场、人民大会堂、出入境大厅、国家博物馆等,优选的,可根据安检场景需求进行设置;所述安检时期包括普通时期和敏感时期,所述敏感时期可以是重要会议时期等;具体的,可以通过摄像头记录获取人流量,也可通过摄像头记录获取被检人员身份信息,即通过被检人员的脸部信息获取被检人员的身份信息,并基于提前获取的公安局犯罪嫌疑人的身份信息来确定被检人员是否为危险人员。
优选的,根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得各类危险品第一阈值,具体流程如下:
利用模糊隶属度函数对随机因素特征进行模糊处理获得各因素特征的隶属度;示例性的,气候时节分为春、夏、秋、冬四个季节,分别利用模糊隶属度函数对每个季节特征进行模糊处理获得每个季节对危险品阈值设置的影响所占的比例,即每个季节因素的隶属度。
将固定因素特征进行量化获得各因素特征的属性值;示例性的,安检时期分为普通时期和敏感时期,此时,可将普通时期的属性值设为0,敏感时期的属性值设为1。
根据随机因素特征的隶属度和固定因素特征的属性值建立模糊隶属度矩阵;
根据所述模糊隶属度矩阵获得模糊信息熵和模糊信息增益,并根据所述模糊信息熵和模糊信息增益建立阈值评估模糊决策树;
根据所述阈值评估模糊决策树获得各类危险品的第一阈值。
优选的,所述获得的模糊隶属度矩阵形式如下:
优选的,通过下述方式建立阈值评估模糊决策树:
在根节点处,通过下述公式计算阈值结点在各影响因素特征i上的模糊信息熵:
通过下述公式利用所述阈值结点在各影响因素特征i上的模糊信息熵计算获得各影响因素特征i在阈值结点处对应的模糊信息增益:
选取模糊信息增益最大的影响因素特征i作为所述阈值评估模糊决策树的根节点;
并依次确定支节点处对应的影响因素特征,从而建立阈值评估模糊决策树。
与现有技术相比,本发明提出的基于阈值体系的危险品识别方法,首先,根据随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值,针对各类不同危险品分别设定阈值,针对性强,能够满足不同场合、场景对危险品不同的识别优先度和紧急程度的需求;其次,基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;再根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型进行调整获得各类危险品的第二阈值,以实现在提高各类危险品识别的针对性的同时,提高对各类危险品识别的准确率。
系统实施例
本发明的另一个具体实施例,公开了一种基于阈值体系的危险品识别系统,如图2所示,该系统包括,因素特征获取模块,用于获取影响危险品阈值设置因素特征,所述因素特征包括随机因素特征和固定因素特征,所述固定因素包括地域信息和安检场景,所述随机因素包括安检时期、人流量、被检人员身份信息和气候时节中的至少一种;
其中,所述安检场景包括机场、火车站、地铁站、大型商场、人民大会堂、出入境大厅、国家博物馆等,优选的,可根据安检场景需求进行设置;所述安检时期包括普通时期和敏感时期,所述敏感时期可以是重要会议时期等;具体的,可以通过摄像头记录获取人流量,也可通过摄像头记录获取被检人员身份信息,即通过被检人员的脸部信息获取被检人员的身份信息,并基于提前获取的公安局犯罪嫌疑人的身份信息来确定被检人员是否为危险人员。
第一阈值获取模块,用于根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值;
危险品识别模块,用于基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;
第二阈值获取模块,用于根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型获得各类危险品的第二阈值;
危险品识别模块,还用于基于所述各类危险品的第二阈值对被检测目标进行识别获得识别结果,并根据识别结果判断被检测对象是否为危险品。
具体的,根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得各类危险品第一阈值,具体流程如下:
利用模糊隶属度函数对随机因素特征进行模糊处理获得各因素特征的隶属度;示例性的,气候时节分为春、夏、秋、冬四个季节,分别利用模糊隶属度函数对每个季节特征进行模糊处理获得每个季节对危险品阈值设置的影响所占的比例,即每个季节因素的隶属度。
将固定因素特征进行量化获得各因素特征的属性值;示例性的,安检时期分为普通时期和敏感时期,此时,可将普通时期的属性值设为0,敏感时期的属性值设为1。
根据随机因素特征的隶属度和固定因素特征的属性值建立模糊隶属度矩阵;
根据所述模糊隶属度矩阵获得模糊信息熵和模糊信息增益,并根据所述模糊信息熵和模糊信息增益建立阈值评估模糊决策树;
根据所述阈值评估模糊决策树获得各类危险品的第一阈值。
优选的,所述获得的模糊隶属度矩阵形式如下:
优选的,通过下述方式建立阈值评估模糊决策树:
在根节点处,通过下述公式计算阈值结点在各影响因素特征i上的模糊信息熵:
通过下述公式利用所述阈值结点在各影响因素特征i上的模糊信息熵计算获得各影响因素特征i在阈值结点处对应的模糊信息增益:
选取模糊信息增益最大的影响因素特征i作为所述阈值评估模糊决策树的根节点;
并依次确定支节点处对应的影响因素特征,从而建立阈值评估模糊决策树。
优选的,通过下述方式建立预设的阈值调整模型:
将各类危险品识别的准确率所包括的属性值输入至神经网络的输入层,并随机生成权值矩阵输入至神经网络的隐藏层,所述属性值包括平均精度、查准率、查全率、IOU和置信度阈值;所述IOU为交并比为目标识别结果和真实识别结果的交集和并集的比例。
根据所述权值矩阵和所述属性值得到隐藏层神经元的输出数值,并根据所述神经元的输出数值得到输出层输出的阈值;
计算所述输出层输出的阈值与第一阈值的误差方差值,并利用误差逆传播算法获得各类危险品识别结果准确率包括的属性值的误差值;
根据所述属性值的误差值及权值修正公式对所述权值矩阵进行修正,直至所述属性值的误差值小于预设值从而获得预设的阈值调整模型。
优选的,还包括报警模块,用于在判定被检测对象为危险品时,发出危险品警报。
与现有技术相比,本发明提出的基于阈值体系的危险品识别系统,首先,根据随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值,针对各类不同危险品分别设定阈值,针对性强,能够满足不同场合、场景对危险品不同的识别优先度和紧急程度的需求;其次,基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;再根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型进行调整获得各类危险品的第二阈值,以实现在提高各类危险品识别的针对性的同时,提高对各类危险品识别的准确率。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于阈值体系的危险品识别方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取影响危险品阈值设置的随机因素特征和固定因素特征;
根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值;
基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;
根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型获得各类危险品的第二阈值;
基于所述各类危险品的第二阈值对被检测目标进行识别获得识别结果,并根据识别结果判断被检测对象是否为危险品。
2.根据权利要求1所述的危险品识别方法,其特征在于,所述获取的各类危险品识别的准确率的属性值包括平均精度、查准率、查全率、IOU和置信度阈值;通过将所述属性值输入预设的阈值调整模型得到各类危险品的第二阈值。
3.根据权利要求2所述的危险品识别方法,其特征在于,通过下述方式获得所述预设的阈值调整模型:
将各类危险品识别的准确率所包括的属性值输入神经网络的输入层,并随机生成权值矩阵输入至神经网络的隐藏层;
根据所述权值矩阵和所述属性值得到隐藏层神经元的输出数值,并根据所述神经元的输出数值得到输出层输出的阈值;
计算所述输出层输出的阈值与第一阈值的误差方差值,并利用误差逆传播算法获得各类危险品识别结果准确率包括的属性值的误差值;
根据所述属性值的误差值及权值修正公式对所述权值矩阵进行修正,直至所述属性值的误差值小于预设值从而获得预设的阈值调整模型。
4.根据权利要求3所述的危险品识别方法,其特征在于,所述固定因素包括地域信息和安检场景,所述随机因素包括安检时期、人流量、被检人员身份信息和气候时节中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的危险品识别方法,其特征在于,根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得各类危险品第一阈值,具体流程如下:
利用模糊隶属度函数对随机因素特征进行模糊处理获得各因素特征的隶属度;
将固定因素特征进行量化获得各因素特征的属性值;
根据随机因素特征的隶属度和固定因素特征的属性值建立模糊隶属度矩阵;
根据所述模糊隶属度矩阵获得模糊信息熵和模糊信息增益,并根据所述模糊信息熵和模糊信息增益建立阈值评估模糊决策树;
根据所述阈值评估模糊决策树获得各类危险品的第一阈值。
7.根据权利要求6所述的危险品识别方法,其特征在于,通过下述方式建立阈值评估模糊决策树:
在根节点处,计算阈值结点在各影响因素特征i上的模糊信息熵;
利用所述阈值结点在各影响因素特征i上的模糊信息熵计算获得各影响因素特征i在阈值结点处对应的模糊信息增益;
选取模糊信息增益最大的影响因素特征i作为所述阈值评估模糊决策树的根节点;
并依次确定支节点处对应的影响因素特征,从而建立阈值评估模糊决策树。
8.一种基于阈值体系的危险品识别系统,其特征在于,包括,
因素特征获取模块,用于获取影响危险品阈值设置因素特征,所述因素特征包括随机因素特征和固定因素特征,所述固定因素包括地域信息和安检场景,所述随机因素包括安检时期、人流量、被检人员身份信息和气候时节中的至少一种;
第一阈值获取模块,用于根据所述随机因素特征和固定因素特征通过阈值评估模糊决策树获得当前因素下各类危险品的第一阈值;
危险品识别模块,用于基于各类危险品的第一阈值进行危险品识别得到各类危险品识别的准确率;
第二阈值获取模块,用于根据获取的所述各类危险品识别的准确率通过预设的阈值调整模型获得各类危险品的第二阈值;
危险品识别模块,还用于基于所述各类危险品的第二阈值对被检测目标进行识别获得识别结果,并根据识别结果判断被检测对象是否为危险品。
9.根据权利要求8所述的危险品识别系统,其特征在于,通过下述方式建立预设的阈值调整模型:
将各类危险品识别的准确率所包括的属性值输入至神经网络的输入层,并随机生成权值矩阵输入至神经网络的隐藏层,所述属性值包括平均精度、查准率、查全率、IOU和置信度阈值;
根据所述权值矩阵和所述属性值得到隐藏层神经元的输出数值,并根据所述神经元的输出数值得到输出层输出的阈值;
计算所述输出层输出的阈值与第一阈值的误差方差值,并利用误差逆传播算法获得各类危险品识别结果准确率包括的属性值的误差值;
根据所述属性值的误差值及权值修正公式对所述权值矩阵进行修正,直至所述属性值的误差值小于预设值从而获得预设的阈值调整模型。
10.根据权利要求9所述的危险品识别系统,其特征在于,还包括报警模块,用于在判定被检测对象为危险品时,发出危险品警报。
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