CN111126447A - 一种智能旅客安检行李图像自动识别方法 - Google Patents
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Abstract
一种智能旅客安检行李图像自动识别方法,包括对获取的X光图像进行图像预处理;建立包含危险品整体物品及组件物品的危险品特征库;将危险品特征库中的危险品图像输入SSD前馈卷积网络中分类器;在分类器中对待检测的预处理后的X光图像进行特征提取,标注出具有危险品目标的候选框,在图像候选框上显示危险品的类别和具体危险品的名称;将标注有危险品的X光图像输入到ANN人工神经网络进行验证检测;若确定检测是危险品,在图像上对危险品进行标识,通过扬声器或者文字形式进行提示,进行安全隐患排查;对危险品图像进行主、次两层神经网络实时自动检测、识别、分类和报警,降低漏检误检率和人工劳动强度,形成危险品自主高效识别的智能安检新模式。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能旅客安检行李图像自动识别方法,实现对大型机场旅客安检行李包裹内的危险品自动分类识别,用于机场智能旅客安检系统。
背景技术
随着机场的旅客吞吐量的逐年提高以及新机场建设和改扩建日益增多,机场安检系统市场需求量逐年增大。而近年来,国际国内安全形势日益严峻,恐怖组织的科技化、专业化能力越来越强,对航班的安全性提出了更高的要求。旅客携带的各类新型禁限带物品种类越来越多,自动化程度也较低,造成旅客和行李安检判别难度加大,违禁品漏检对航班安全产生威胁。对此,世界上许多公司机构都陆续研发了安全检测设备,其中X射线安全检查设备得到广泛应用。为确保旅客安全,在安检时必须能够准确识别行李包裹内的刀具枪支、易燃易爆等危险物品,降低危险发生的概率。
发明内容
为解决上述问题,提供一种智能旅客安检行李图像自动识别方法,对行李中危险品有效分类识别,提高安检的工作效率和准确率。
本发明的目的是以下述方式实现的:
一种智能旅客安检行李图像自动识别方法,包括
S1:对获取的X光图像进行图像预处理;
S2:建立包含危险品整体物品及组件物品的危险品特征库;
S3:将危险品特征库中的危险品图像输入SSD前馈卷积网络中进行训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器;
S4:将待检测的预处理后的X光图像输入到训练好的分类器中,对待检测的预处理后的X光图像进行特征提取,标注出具有危险品目标的候选框,在图像候选框上显示危险品的类别和具体危险品的名称;
S5:将标注有危险品的X光图像输入到ANN人工神经网络进行验证检测;
S6:若确定存在整个物品检测是危险品,在图像上对危险品进行标识,通过扬声器或者文字形式进行提示,进行安全隐患排查;
若确定待检测图像中包含危险品组件,能够组装为危险品,则在图像上对危险品组件进行标识,通过扬声器或者文字形式进行提示,进行安全隐患排查。
所述的图像预处理包括采用增强处理使图像更加清晰,并对其进行降噪、畸变校正以及边缘提取等操作处理。
所述的SSD前馈卷积网络产生指定大小的候选框集合以及候选框属于某类危险品的可能性,通过非极大值抑制来过滤多余的候选框,进而产生最终的检测结果,并显示目标类、对应目标概率及目标框。
所述的危险品特征库为采集需要进行分类的样本,每个类别准备足够的样本,每个样本均需标注类别,采集时需要考虑不同角度、不同环境条件下的样本,增加数据量能够提高模型的泛化能力,可以通过对原始图像进行镜像翻转、位移、裁剪、旋转等方式增加样本的多样性。
所述的SSD前馈卷积网络的训练方法为:在训练时直接输入危险品特征库的图像、图像标签和危险品所在的框;SSD算法采用危险品目标大小不同的多尺度特征图,再使用其主干网络VGGNet对不同的特征图自动提取目标相应的特征并进行卷积网络训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器;当待测图像输入进网络后,产生指定大小的候选框集合以及候选框属于某类危险品的可能性,通过非极大值抑制来过滤多余的候选框,进而产生最终的检测结果。
所述的ANN人工神经网络的训练方法为:使用ANN进行训练时,对危险品的整体及局部人为提取HOG特征及LBP+HOG的组合特征,并将这些图像特征作为输入传送至网络模型中,使用bp神经网络对人工提取的特征进行训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器。当待测图像输入进网络后,可检测出危险品的分类与定位
所述的获取的X光图像数据保存为视频形式,使用运动补偿、帧内预测和熵编码方法对数据进行压缩保存至硬盘或服务器。
一种可读存储介质,其上存储有可执行程序,所述可执行程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
一种电子设备,包括:
存储器,其上存储有可执行程序;
处理器,用于执行所述存储器中的所述可执行程序,以实现上述方法的步骤。
相对于现有技术,本发明提出一种智能旅客安检行李图像自动识别方法,针对机场安检存在的依赖专业安检人员人工判图检测、安检效率低、无法自主识别等问题,对危险品图像进行主、次两层神经网络实时自动检测、识别、分类和报警,降低漏检误检率和人工劳动强度,形成危险品自主高效识别的智能安检新模式。
附图说明
图1是智能旅客安检行李图像自动识别方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
应该指出,以下详细说明都是例式性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中,术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词,并非特指本发明中任一部件或元件,不能理解为对本发明的限制。
本发明中,术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解,表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员,可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义,不能理解为对本发明的限制。
一种智能旅客安检行李图像自动识别方法,包括
S1:对获取的X光图像进行图像预处理;
S2:建立包含危险品整体物品及组件物品的危险品特征库;
S3:将危险品特征库中的危险品图像输入SSD前馈卷积网络中进行训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器;
S4:将待检测的预处理后的X光图像输入到训练好的分类器中,对待检测的预处理后的X光图像进行特征提取,标注出具有危险品目标的候选框,在图像候选框上显示危险品的类别和具体危险品的名称;
S5:将标注有危险品的X光图像输入到ANN人工神经网络进行验证检测;
S6:若确定存在整个物品检测是危险品,在图像上对危险品进行标识,通过扬声器或者文字形式进行提示,进行安全隐患排查;
若确定待检测图像中包含危险品组件,能够组装为危险品,则在图像上对危险品组件进行标识,通过扬声器或者文字形式进行提示,进行安全隐患排查。
所述的图像预处理包括采用基于Retinex的具有色彩恢复的多尺度算法(MSRCR,Multi-Scale Retinex with Color Restoration)进行增强处理使图像更加清晰,并对其进行降噪、畸变校正以及边缘提取等操作处理。
所述的SSD前馈卷积网络产生指定大小的候选框集合以及候选框属于某类危险品的可能性,通过非极大值抑制来过滤多余的候选框,进而产生最终的检测结果,并显示目标类、对应目标概率及目标框。
所述的危险品特征库为采集需要进行分类的样本,每个类别准备足够的样本(上万个),每个样本均需标注类别,采集时需要考虑不同角度、不同环境条件下的样本,增加数据量能够提高模型的泛化能力,可以通过对原始图像进行镜像翻转、位移、裁剪、旋转等方式增加样本的多样性。
所述的SSD前馈卷积网络的训练方法为:在训练时直接输入危险品特征库的图像、图像标签(种类与名称)和Ground Truth Bounding Box(即危险品所在的框)。SSD算法采用危险品目标大小不同的多尺度特征图,再使用其主干网络VGGNet对不同的特征图自动提取目标相应的特征并进行卷积网络训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器。当待测图像输入进网络后,产生指定大小的候选框集合以及候选框属于某类危险品的可能性,通过非极大值抑制来过滤多余的候选框,进而产生最终的检测结果。
所述的ANN人工神经网络的训练方法为:使用ANN进行训练时,对危险品的整体及局部人为提取HOG特征及LBP+HOG的组合特征,并将这些图像特征作为输入传送至网络模型中,使用bp神经网络对人工提取的特征进行训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器。当待测图像输入进网络后,可检测出危险品的分类与定位。
所述的获取的X光图像数据保存为视频形式,为便于用户回看,使用运动补偿、帧内预测和熵编码方法对数据进行压缩保存至硬盘或服务器,从而减少数据冗余度和硬盘或服务器的占用空间。
所述的获取的X光图像数据保存为视频形式,为便于用户回看,使用运动补偿、帧内预测和熵编码方法对数据进行压缩保存至硬盘或服务器,从而减少数据冗余度和硬盘或服务器的占用空间。
本发明的方法还包括节能单元,通过在操作界面添加功能键的方式,当没有行李过检时,按下功能键转换成节能功能状态,使危险品判图停止,当有行李通过时将功能键迅速转化为正常运转状态,这样可有效节约功耗。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种智能旅客安检行李图像自动识别方法,其特征在于:包括
S1:对获取的X光图像进行图像预处理;
S2:建立包含危险品整体物品及组件物品的危险品特征库;
S3:将危险品特征库中的危险品图像输入SSD前馈卷积网络中进行训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器;
S4:将待检测的预处理后的X光图像输入到训练好的分类器中,对待检测的预处理后的X光图像进行特征提取,标注出具有危险品目标的候选框,在图像候选框上显示危险品的类别和具体危险品的名称;
S5:将标注有危险品的X光图像输入到ANN人工神经网络进行验证检测;
S6:若确定存在整个物品检测是危险品,在图像上对危险品进行标识,通过扬声器或者文字形式进行提示,进行安全隐患排查;
若确定待检测图像中包含危险品组件,能够组装为危险品,则在图像上对危险品组件进行标识,通过扬声器或者文字形式进行提示,进行安全隐患排查。
2.如权利要求1所述的智能旅客安检行李图像自动识别方法,其特征在于:所述的图像预处理包括采用增强处理使图像更加清晰,并对其进行降噪、畸变校正以及边缘提取等操作处理。
3.如权利要求1所述的智能旅客安检行李图像自动识别方法,其特征在于:所述的SSD前馈卷积网络产生指定大小的候选框集合以及候选框属于某类危险品的可能性,通过非极大值抑制来过滤多余的候选框,进而产生最终的检测结果,并显示目标类、对应目标概率及目标框。
4.如权利要求1所述的智能旅客安检行李图像自动识别方法,其特征在于:所述的危险品特征库为采集需要进行分类的样本,每个类别准备足够的样本(上万个),每个样本均需标注类别,采集时需要考虑不同角度、不同环境条件下的样本,增加数据量能够提高模型的泛化能力,可以通过对原始图像进行镜像翻转、位移、裁剪、旋转等方式增加样本的多样性。
5.如权利要求1所述的智能旅客安检行李图像自动识别方法,其特征在于:所述的SSD前馈卷积网络的训练方法为:在训练时直接输入危险品特征库的图像、图像标签和危险品所在的框;SSD算法采用危险品目标大小不同的多尺度特征图,再使用其主干网络VGGNet对不同的特征图自动提取目标相应的特征并进行卷积网络训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器;当待测图像输入进网络后,产生指定大小的候选框集合以及候选框属于某类危险品的可能性,通过非极大值抑制来过滤多余的候选框,进而产生最终的检测结果。
6.如权利要求1所述的智能旅客安检行李图像自动识别方法,其特征在于:所述的ANN人工神经网络的训练方法为:使用ANN进行训练时,对危险品的整体及局部人为提取HOG特征及LBP+HOG的组合特征,并将这些图像特征作为输入传送至网络模型中,使用bp神经网络对人工提取的特征进行训练,得到包含危险品类别和具体危险品名称的分类器。
7.当待测图像输入进网络后,可检测出危险品的分类与定位
如权利要求1所述的智能旅客安检行李图像自动识别方法,其特征在于:所述的获取的X光图像数据保存为视频形式,使用运动补偿、帧内预测和熵编码方法对数据进行压缩保存至硬盘或服务器。
8.一种可读存储介质,其上存储有可执行程序,其特征在于,所述可执行程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
存储器,其上存储有可执行程序;
处理器,用于执行所述存储器中的所述可执行程序,以实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
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