CN112051284A - 基于景深分析的信号增强系统以及相应终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于景深分析的信号增强系统以及相应终端,所述系统包括:行李扫描设备,设置在剧院入口位置,用于对进入人员的携带的行李进行X光扫描,以获得现场扫描图像;景深提取设备,用于将接收到的现场扫描图像中的各个物体的景深进行提取,并对所述各个物体的景深执行算术平均值计算以获得参考景深;物件筛选设备,用于将所述现场扫描图像中景深浅于所述参考景深的物件作为待分析物件输出。本发明的基于景深分析的信号增强系统以及相应终端分析有效、操作智能。由于能够及时排除无意义的后景中的各个物件,并基于待检测的物件的外形边缘呈现的各个角度执行物件危险程度的分析,从而实现对肉眼检测模式的有效替换。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理领域,尤其涉及一种基于景深分析的信号增强系统以及相应终端。
背景技术
信号处理是对各种类型的电信号,按各种预期的目的及要求进行加工过程的统称。对模拟信号的处理称为模拟信号处理,对数字信号的处理称为数字信号处理。所谓"信号处理",就是要把记录在某种媒体上的信号进行处理,以便抽取出有用信息的过程,它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称。
数字信号处理是20世纪60年代才开始发展起来的,开始是贝尔实验室及麻省理工学院用电子计算机对电路与滤波器设计进行仿真,奠定了数字滤波器的发展基础。60年代中期,发明了快速傅里叶变换,使频谱分析的傅里叶分析的计算速度提高了百倍以上,从而达到了可以利用电子计算机进行谱分析的目的,奠定了信号与系统分析的实用基础,形成了以数字滤波及快速傅里叶变换为中心内容的数字信号处理的基本方法与概念。70年代开始,数字信号处理这个专用名词在科技领域问世。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题,本发明提供了一种基于景深分析的信号增强系统,能够有效辨识出扫描图像中的前景中的每一个物体,并对辨识到的物体的边缘进行尖锐角度分析,从而从外形上对物体的危险程度进行智能化判断。
为此,本发明至少需要具备以下两处关键的发明点:
(1)将接收到的现场扫描图像中的各个物体的景深进行提取,并对所述各个物体的景深执行算术平均值计算以获得参考景深,将所述现场扫描图像中景深浅于所述参考景深的物件作为待分析物件,从而避免对背景物件进行无意义的后续信号处理;
(2)识别待分析物件的成像区域的边缘呈现的各个角度,将所述各个角度中角度最小的度数作为所述待分析物件的代表性角度,并在存在代表性角度低于预设角度阈值的待分析物件时,执行与存在尖锐物件相应的现场报警动作。
根据本发明的一方面,提供了一种基于景深分析的信号增强系统,所述系统包括:
行李扫描设备,设置在剧院入口位置,用于对进入人员的携带的行李进行X光扫描,以获得现场扫描图像;
景深提取设备,与所述行李扫描设备连接,用于将接收到的现场扫描图像中的各个物体的景深进行提取,并对所述各个物体的景深执行算术平均值计算以获得参考景深;
物件筛选设备,与所述景深提取设备连接,用于将所述现场扫描图像中景深浅于所述参考景深的物件作为待分析物件输出,所述待分析物件的数量为一个以上;
边界分析设备,与所述物件筛选设备连接,用于对每一个待分析物件在所述现场扫描图像中的成像区域执行以下处理:识别所述成像区域的边缘呈现的各个角度,将所述各个角度中角度最小的度数作为所述待分析物件的代表性角度;
即时报警设备,与所述边界分析设备连接,用于接收每一个待分析物件的代表性角度,并在存在代表性角度低于预设角度阈值的待分析物件时,执行与存在尖锐物件相应的现场报警动作;
实时显示机构,与所述边界分析设备连接,用于在所述现场扫描图像中将代表性角度低于预设角度阈值的各个待分析物件分别执行基于指数变换的图像增强处理,以获得并显示与所述现场扫描图像对应的定向增强图像;
其中,所述即时报警设备还用于在不存在代表性角度低于预设角度阈值的待分析物件时,停止执行与存在尖锐物件相应的现场报警动作;
其中,所述实时显示机构包括显示驱动设备和液晶显示屏,所述显示驱动设备用于在所述现场扫描图像中将代表性角度低于预设角度阈值的各个待分析物件分别执行基于指数变换的图像增强处理,以获得与所述现场扫描图像对应的定向增强图像。
根据本发明的另一方面,还提供了一种基于景深分析的信号增强终端,其特征在于,所述终端包括:存储器和处理器,所述处理器与所述存储器连接;所述存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;所述处理器,用于调用所述存储器中的可执行指令,以实现使用如上所述的基于景深分析的信号增强系统以根据对象景深分析结果对图像信号中的定向区域执行增强处理的方法。
本发明的基于景深分析的信号增强系统以及相应终端分析有效、操作智能。由于能够及时排除无意义的后景中的各个物件,并基于待检测的物件的外形边缘呈现的各个角度执行物件危险程度的分析,从而实现对肉眼检测模式的有效替换。
具体实施方式
下面将对本发明的基于景深分析的信号增强系统以及相应终端的实施方案进行详细说明。
景深(DOF),是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。光圈、镜头、及焦平面到拍摄物的距离是影响景深的重要因素。
在聚焦完成后,焦点前后的范围内所呈现的清晰图像的距离,这一前一后的范围,便叫做景深。
在镜头前方(焦点的前、后)有一段一定长度的空间,当被摄物体位于这段空间内时,其在底片上的成像恰位于同一个弥散圆之间。被摄体所在的这段空间的长度,就叫景深。换言之,在这段空间内的被摄体,其呈现在底片面的影象模糊度,都在容许弥散圆的限定范围内,这段空间的长度就是景深。
目前,虽然采用机器方式对人们携带的行李进行X光扫描,以有效探析其中是否存在危险物件。然而,一方面,由于危险物件的种类繁多,采用每一种危险物件的成像特征进行当前扫描图像的一一辨识,工作量过于庞大,另一方面,目前仍依赖人工检测模式对扫描图像进行肉眼辨识,检测工序缓慢且低效。
为了克服上述不足,本发明搭建了一种基于景深分析的信号增强系统以及相应终端,能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的基于景深分析的信号增强系统包括:
行李扫描设备,设置在剧院入口位置,用于对进入人员的携带的行李进行X光扫描,以获得现场扫描图像;
景深提取设备,与所述行李扫描设备连接,用于将接收到的现场扫描图像中的各个物体的景深进行提取,并对所述各个物体的景深执行算术平均值计算以获得参考景深;
物件筛选设备,与所述景深提取设备连接,用于将所述现场扫描图像中景深浅于所述参考景深的物件作为待分析物件输出,所述待分析物件的数量为一个以上;
边界分析设备,与所述物件筛选设备连接,用于对每一个待分析物件在所述现场扫描图像中的成像区域执行以下处理:识别所述成像区域的边缘呈现的各个角度,将所述各个角度中角度最小的度数作为所述待分析物件的代表性角度;
即时报警设备,与所述边界分析设备连接,用于接收每一个待分析物件的代表性角度,并在存在代表性角度低于预设角度阈值的待分析物件时,执行与存在尖锐物件相应的现场报警动作;
实时显示机构,与所述边界分析设备连接,用于在所述现场扫描图像中将代表性角度低于预设角度阈值的各个待分析物件分别执行基于指数变换的图像增强处理,以获得并显示与所述现场扫描图像对应的定向增强图像;
其中,所述即时报警设备还用于在不存在代表性角度低于预设角度阈值的待分析物件时,停止执行与存在尖锐物件相应的现场报警动作;
其中,所述实时显示机构包括显示驱动设备和液晶显示屏,所述显示驱动设备用于在所述现场扫描图像中将代表性角度低于预设角度阈值的各个待分析物件分别执行基于指数变换的图像增强处理,以获得与所述现场扫描图像对应的定向增强图像。
接着,继续对本发明的基于景深分析的信号增强系统的具体结构进行进一步的说明。
所述基于景深分析的信号增强系统中:
所述液晶显示屏与所述显示驱动设备连接,用于接收并显示所述定向增强图像。
所述基于景深分析的信号增强系统中还可以包括:
频段解析设备,与所述行李扫描设备连接,用于接收所述现场扫描图像,将频域分成若干个均匀的频段,对所述现场扫描图像进行频域分析,以确定所述现场扫描图像占据的位于高频范围内的一个或多个频段,并将所述一个或多个频段作为一个或多个已检测频段输出。
所述基于景深分析的信号增强系统中还可以包括:
轮廓采集设备,与所述频段解析设备连接,用于接收所述现场扫描图像和所述一个或多个已检测频段,从所述现场扫描图像中滤除所述一个或多个已检测频段的相应信号以获得并输出剩余轮廓图像。
所述基于景深分析的信号增强系统中:
所述轮廓采集设备还用于将从所述现场扫描图像中剥离所述剩余轮廓图像后的图像作为细节检测图像输出。
所述基于景深分析的信号增强系统中还可以包括:
边缘增强设备,分别与所述景深提取设备和所述轮廓采集设备连接,用于接收所述现场扫描图像、所述剩余轮廓图像和所述细节检测图像,测量所述现场扫描图像的信噪比,并基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理,以获得对应的边缘处理图像。
所述基于景深分析的信号增强系统中:
所述边缘增强设备还用于将所述边缘处理图像与所述剩余轮廓图像进行频域合并处理,以获得对应的待处理图像,并将所述待处理图像替换所述现场扫描图像发送给所述景深提取设备。
所述基于景深分析的信号增强系统中:
所述基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理包括:所述信噪比越大,对所述细节检测图像执行的边缘增强处理的强度越小。
同时,为了克服上述不足,本发明还搭建了一种基于景深分析的信号增强终端,所述终端包括:存储器和处理器,所述处理器与所述存储器连接;
其中,所述存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;
其中,所述处理器,用于调用所述存储器中的可执行指令,以实现使用如上所述的基于景深分析的信号增强系统以根据对象景深分析结果对图像信号中的定向区域执行增强处理的方法。
另外,所述边界分析设备可以选型为通用阵列逻辑器件GAL。
通用阵列逻辑器件GAL(Generic Array Logic www.husoon.com)器件是1985年LATTICE公司最先发明的可电擦除、可编程、可设置加密位的PLD。具有代表性的GAL芯片有GAL16V8、GAL20,这两种GAL几乎能够仿真所有类型的PAL器件。实际应用中,GAL器件对PAL器件仿真具有100%的兼容性,所以GAL几乎可以全代替PAL器件,并可取代大部分SSI、MSI数字集成电路,因而获得广泛应用。
GAL和PAL的最大差别在于GAL的输出结构可由用户定义,是一种可编程的输出结构。GAL的两种基本型号GAL16V8(20引脚)GAL20V8(24引脚)可代替树十种PAL器件,因而称为痛用可编程电路。而PAL的输出是由厂家定义好的,芯片选定后就固定了,用户无法改变。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种基于景深分析的信号增强系统,其特征在于,包括:
行李扫描设备,设置在剧院入口位置,用于对进入人员的携带的行李进行X光扫描,以获得现场扫描图像;
景深提取设备,与所述行李扫描设备连接,用于将接收到的现场扫描图像中的各个物体的景深进行提取,并对所述各个物体的景深执行算术平均值计算以获得参考景深;
物件筛选设备,与所述景深提取设备连接,用于将所述现场扫描图像中景深浅于所述参考景深的物件作为待分析物件输出,所述待分析物件的数量为一个以上;
边界分析设备,与所述物件筛选设备连接,用于对每一个待分析物件在所述现场扫描图像中的成像区域执行以下处理:识别所述成像区域的边缘呈现的各个角度,将所述各个角度中角度最小的度数作为所述待分析物件的代表性角度;
即时报警设备,与所述边界分析设备连接,用于接收每一个待分析物件的代表性角度,并在存在代表性角度低于预设角度阈值的待分析物件时,执行与存在尖锐物件相应的现场报警动作;
实时显示机构,与所述边界分析设备连接,用于在所述现场扫描图像中将代表性角度低于预设角度阈值的各个待分析物件分别执行基于指数变换的图像增强处理,以获得并显示与所述现场扫描图像对应的定向增强图像;
其中,所述即时报警设备还用于在不存在代表性角度低于预设角度阈值的待分析物件时,停止执行与存在尖锐物件相应的现场报警动作;
其中,所述实时显示机构包括显示驱动设备和液晶显示屏,所述显示驱动设备用于在所述现场扫描图像中将代表性角度低于预设角度阈值的各个待分析物件分别执行基于指数变换的图像增强处理,以获得与所述现场扫描图像对应的定向增强图像。
2.如权利要求1所述的基于景深分析的信号增强系统,其特征在于:
所述液晶显示屏与所述显示驱动设备连接,用于接收并显示所述定向增强图像。
3.如权利要求2所述的基于景深分析的信号增强系统,其特征在于,所述系统还包括:
频段解析设备,与所述行李扫描设备连接,用于接收所述现场扫描图像,将频域分成若干个均匀的频段,对所述现场扫描图像进行频域分析,以确定所述现场扫描图像占据的位于高频范围内的一个或多个频段,并将所述一个或多个频段作为一个或多个已检测频段输出。
4.如权利要求3所述的基于景深分析的信号增强系统,其特征在于,所述系统还包括:
轮廓采集设备,与所述频段解析设备连接,用于接收所述现场扫描图像和所述一个或多个已检测频段,从所述现场扫描图像中滤除所述一个或多个已检测频段的相应信号以获得并输出剩余轮廓图像。
5.如权利要求4所述的基于景深分析的信号增强系统,其特征在于:
所述轮廓采集设备还用于将从所述现场扫描图像中剥离所述剩余轮廓图像后的图像作为细节检测图像输出。
6.如权利要求5所述的基于景深分析的信号增强系统,其特征在于,所述系统还包括:
边缘增强设备,分别与所述景深提取设备和所述轮廓采集设备连接,用于接收所述现场扫描图像、所述剩余轮廓图像和所述细节检测图像,测量所述现场扫描图像的信噪比,并基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理,以获得对应的边缘处理图像。
7.如权利要求6所述的基于景深分析的信号增强系统,其特征在于:
所述边缘增强设备还用于将所述边缘处理图像与所述剩余轮廓图像进行频域合并处理,以获得对应的待处理图像,并将所述待处理图像替换所述现场扫描图像发送给所述景深提取设备。
8.如权利要求7所述的基于景深分析的信号增强系统,其特征在于:
所述基于所述信噪比大小对所述细节检测图像执行不同强度的边缘增强处理包括:所述信噪比越大,对所述细节检测图像执行的边缘增强处理的强度越小。
9.一种基于景深分析的信号增强终端,其特征在于,所述终端包括:存储器和处理器,所述处理器与所述存储器连接;
所述存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;
所述处理器,用于调用所述存储器中的可执行指令,以实现使用如权利要求1-8任一所述的基于景深分析的信号增强系统以根据对象景深分析结果对图像信号中的定向区域执行增强处理的方法。
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