CN114372991A - 安检过程中物品x光图片采集和匹配方法及其装置 - Google Patents

安检过程中物品x光图片采集和匹配方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了安检过程中物品X光图片采集和匹配方法及其装置，当包裹通过检测区时，记录包裹到达光电开关的时间T1及包裹离开光电开关的时间T2，并估算包裹长度和该包裹对应的X光图片的预估长度，利用时间T1及包裹对应的X光图片的预估长度和X光图片的采集时间T及长度进行匹配，可以适配不同长度的包裹，解决前后多个轮廓相同包裹的匹配问题，准确度高，容易校准，硬件成本较低，同时，适用于安检时堆放多个物品或多个物品杂乱经过安检机的情况，匹配的准确性较高。

Description

安检过程中物品X光图片采集和匹配方法及其装置
技术领域
本发明涉及安检技术领域，具体为安检过程中物品X光图片采集和匹配方法及其装置。
背景技术
目前在很多场合中采用安检机对物品进行检测，是否存在危险物品或者违禁物品。现有的利用安检机获取物品的X光图像、利用摄像头获取物品的外观图像，对X光图像和外观图像进行轮廓线提取，对X光图像和外观图像的轮廓线之间的相似度进行比较，以确定X光图像和外观图像是否针对同一物品。上述方法要用复杂的算法确定出物品的轮廓，该算法无法解决前后多个轮廓相同的物品如何匹配的问题，对于长度较长的物品不能拍在同一张图片里，涉及到多张包裹图像如何拼接到一起的问题，对硬件性能要求比较高，对算法准确度要求高，必然导致硬件成本比较高，同时该算法在校准参数也较复杂。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种可以适配不同长度的包裹，解决前后多个轮廓相同包裹的匹配问题，准确度高，容易校准，硬件成本低的安检过程中物品X光图片采集和匹配方法及其装置。
本发明是通过以下技术方案来实现的：安检过程中物品X光图片采集和匹配方法，包括以下步骤：
S1包裹经传送带传送通过检测区时，记录光电开关检测到的包裹到达光电开关的时间T1及包裹离开光电开关的时间T2，并估算该包裹对应的X光图片的预估长度，保存在请求队列P；
S2.采集设备获取包裹的X光视频，每隔一定时间从X光视频中获取帧图像，采用二值化算法对帧图像的背景点和前景点进行分离，获得X光图片的区域信息R，并记录采集时间T；
S3.将同一时间点采集的X光图片及其区域信息R和采集时间T存入同一个队列中，按照位置前后顺序进行排序，并对位置相邻的X光图片进行组合操作；
S4.对新队列中的X光图片的区域信息R和旧队列中的X光图片的区域信息R进行逐一比较，判断两者是否为同一个图片，若是，则存入区域信息历史队列Q，若否，则保存在原来的队列中，其中，新队列为下一采集时间点采集的X光图片，旧队列为上一采集时间点采集的X光图片；
S5.判断区域信息历史队列Q中的若干个X光图片的长度均方误差是否小于预设的均方误差阈值，若是，则判定该X光图片显示完整，并将该X光图片存入待匹配数据队列M；
S6.对请求队列P的请求和待匹配数据队列进行比对，若请求队列P中的包裹的到达光电开关的时间T1与待匹配数据队列M中的X光图片的采集时间T之间的差值小于预设时间阈值且该包裹对应的X光图片的预估长度与该X光图片的长度之间的差值小于预设阈值，则判定包裹和X光图片匹配，提取该X光图片，并保存，否则判定包裹和X光图片不匹配，截取当前安检机显示屏的全屏画面，并保存；
S7.重复步骤S6，对待匹配数据队列M进行逐一比对直至结束。
进一步地：步骤S1中所述的估算该包裹对应的X光图片的预估长度的方法为，
S11.将该包裹离开光电开关的时间T2减去该包裹到达光电开关的时间T1，得到该包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)；
S12.将传送带的传送速度V乘以包裹通过通过光电开关的时间间隔(T2-T1)得到包裹的长度；
S13.由于X光图片的长度与包裹的长度成正比，且包裹的长度等于传送带的传送速度V乘以包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)、传送带的传送速度V恒定，因此，该包裹对应的X光图片的预估长度等于比率R乘以包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)，其中比率R由实际测量得到。
进一步地：步骤S2中所述的采用二值化算法对帧图像的背景点和前景点进行分离包括，
S21.对所有的背景点设为0，所有的前景点设为1，得到二值化矩阵；
S22.对二值化矩阵进行腐蚀膨胀操作，然后进行连通操作，得到前景点最大的轮廓范围，得到包裹的X光图片的区域信息R。
进一步地：步骤S4中所述的对新队列中的X光图片的区域信息R和旧队列中的X光图片的区域信息R进行逐一比较的方法为，
S41.判断新队列中的X光图片的位置和旧队列中X光图片的位置的移动范围是否小于预设的范围阈值，若是，则转入步骤S42；
S42.判断新队列中的X光图片的大小和旧队列中的X光图片的大小的误差是否小于预设的大小阈值，若是，则判定两者是同一个图片，若否，则判定为是新出现的X光图片。
安检过程中物品X光图片采集和匹配装置，包括传送带、安检机、光电开关、采集设备，所述传送带贯穿所述安检机，所述传送带的两侧分别设置有所述光电开关，且所述光电开关位于所述安检机的前方，所述安检机上设置有显示屏，所述采集设备设置在所述安检机的顶部，所述采集设备分别与所述安检机和光电开关建立通信连接。
进一步地：当包裹到达所述光电开关时，所述光电开关输送到所述采集设备的信号为高电平，当包裹离开所述光电开关时，所述光电开关输送到所述采集设备的信号为低电平
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明通过记录包裹到达光电开关的时间T1及包裹离开光电开关的时间T2，再通过包裹到达光电开关的时间T1和包裹离开光电开关的时间T2估算包裹长度及该包裹对应的X光图片的预估长度，对包裹到达光电开关的时间T1与X光图片的采集时间T之间的差值、及该包裹对应的X光图片的预估长度和X光图片的长度之间的差值进行比对，以判断包裹和X光图片是否匹配，即与包裹进行比对的X光图片是否为该包裹的X光图片，从而实现可适配不同长度的包裹，解决前后多个轮廓相同包裹的匹配问题，准确度高，容易校准，硬件成本较低，同时，适用于安检时堆放多个物品或多个物品杂乱经过安检机的情况，匹配的准确性较高。
附图说明
图1为本发明安检过程中物品X光图片采集和匹配方法的工作流程图；
图2为本发明安检过程中物品X光图片采集和匹配装置的结构示意图。
附图标记说明:1-传送带，2-安检机，3-光电开关，4-采集设备，5-显示屏,6-包裹。
具体实施方式
参照图1，安检过程中物品X光图片采集和匹配方法，包括以下步骤：
S1包裹经传送带传送通过检测区时，记录光电开关检测到的包裹到达光电开关的时间T1及包裹离开光电开关的时间T2，并估算该包裹对应的X光图片的预估长度，保存在请求队列P。
具体的，所述的估算该包裹对应的X光图片的预估长度的方法为，
S11.将该包裹离开光电开关的时间T2减去该包裹到达光电开关的时间T1，得到该包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)。
S12.将传送带的传送速度V乘以包裹通过通过光电开关的时间间隔(T2-T1)得到包裹的长度。
S13.由于X光图片的长度与包裹的长度成正比，且包裹的长度等于传送带的传送速度V乘以包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)、传送带的传送速度V恒定，因此，该包裹对应的X光图片的预估长度等于比率R乘以包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)，其中比率R由实际测量得到。
S2.采集设备获取包裹的X光视频，每隔一定时间从X光视频中获取帧图像，采用二值化算法对帧图像的背景点和前景点进行分离，获得X光图片的区域信息R，并记录采集时间T。
具体的，所述的采用二值化算法对帧图像的背景点和前景点进行分离包括，
S21.对所有的背景点设为0，所有的前景点设为1，得到二值化矩阵；
S22.对二值化矩阵进行腐蚀膨胀操作，然后进行连通操作，得到前景点最大的轮廓范围，得到包裹的X光图片的区域信息R。
S3.将同一时间点采集的X光图片及其区域信息R和采集时间T存入同一个队列中，按照位置前后顺序进行排序，并对位置相邻的X光图片进行组合操作。
具体的，位置相邻的X光图片包括x轴和y轴两个方向的X光图片。
S4.对新队列中的X光图片的区域信息R和旧队列中的X光图片的区域信息R进行逐一比较，判断两者是否为同一个图片，若是，则存入区域信息历史队列Q，若否，则保存在原来的队列中，其中，新队列为下一采集时间点采集的X光图片，旧队列为上一采集时间点采集的X光图片。
具体的，所述的对新队列中的X光图片的区域信息R和旧队列中的X光图片的区域信息R进行逐一比较的方法为，
S41.判断新队列中的X光图片的位置和旧队列中X光图片的位置的移动范围是否小于预设的范围阈值，若是，则转入步骤S42；
S42.判断新队列中的X光图片的大小和旧队列中的X光图片的大小的误差是否小于预设的大小阈值，若是，则判定两者是同一个图片，若否，则判定为是新出现的X光图片。其中X光图片的大小包括X光图片的长度和宽度。
S5.判断区域信息历史队列Q中的若干个X光图片的长度均方误差是否小于预设的均方误差阈值，若是，则判定该X光图片显示完整，并将该X光图片存入待匹配数据队列M。
S6.对请求队列P的请求和待匹配数据队列进行比对，若请求队列P中的包裹的到达光电开关的时间T1与待匹配数据队列M中的X光图片的采集时间T之间的差值小于预设时间阈值且该包裹对应的X光图片的预估长度与该X光图片的长度之间的差值小于预设阈值，则判定包裹和X光图片匹配，提取该X光图片，并保存，否则判定包裹和X光图片不匹配，截取当前安检机显示屏的全屏画面，并保存。
S7.重复步骤S6，对待匹配数据队列M进行逐一比对直至结束。
参照图2，安检过程中物品X光图片采集和匹配装置，包括传送带1、安检机2、光电开关3、采集设备4，传送带1贯穿安检机2，传送带1的两侧分别设置有光电开关3，且光电开关3位于安检机2的前方，安检机2上设置有显示屏5，采集设备4设置在安检机2的顶部，采集设备4分别与安检机2和光电开关3建立通信连接。
进一步地：当包裹6到达光电开关3时，光电开关3输送到采集设备4的信号为高电平，当包裹6离开光电开关3时，光电开关3输送带采集设备4的信号为低电平。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.安检过程中物品X光图片采集和匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1包裹经传送带传送通过检测区时，记录光电开关检测到的包裹到达光电开关的时间T1及包裹离开光电开关的时间T2，并估算该包裹对应的X光图片的预估长度，保存在请求队列P；
S2.采集设备获取包裹的X光视频，每隔一定时间从X光视频中获取帧图像，采用二值化算法对帧图像的背景点和前景点进行分离，获得X光图片的区域信息R，并记录采集时间T；
S3.将同一时间点采集的X光图片及其区域信息R和采集时间T存入同一个队列中，按照位置前后顺序进行排序，并对位置相邻的X光图片进行组合操作；
S4.对新队列中的X光图片的区域信息R和旧队列中的X光图片的区域信息R进行逐一比较，判断两者是否为同一个图片，若是，则存入区域信息历史队列Q，若否，则保存在原来的队列中，其中，新队列为下一采集时间点采集的X光图片，旧队列为上一采集时间点采集的X光图片；
S5.判断区域信息历史队列Q中的若干个X光图片的长度均方误差是否小于预设的均方误差阈值，若是，则判定该X光图片显示完整，并将该X光图片存入待匹配数据队列M；
S6.对请求队列P的请求和待匹配数据队列进行比对，若请求队列P中的包裹的到达光电开关的时间T1与待匹配数据队列M中的X光图片的采集时间T之间的差值小于预设时间阈值且该包裹对应的X光图片的预估长度与该X光图片的长度之间的差值小于预设阈值，则判定包裹和X光图片匹配，提取该X光图片，并保存，否则判定包裹和X光图片不匹配，截取当前安检机显示屏的全屏画面，并保存；
S7.重复步骤S6，对待匹配数据队列M进行逐一比对直至结束。
2.根据权利要求1所述安检过程中物品X光图片采集和匹配方法，其特征在于：步骤S1中所述的估算该包裹对应的X光图片的预估长度的方法为，
S11.将该包裹离开光电开关的时间T2减去该包裹到达光电开关的时间T1，得到该包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)；
S12.将传送带的传送速度V乘以包裹通过通过光电开关的时间间隔(T2-T1)得到包裹的长度；
S13.由于X光图片的长度与包裹的长度成正比，且包裹的长度等于传送带的传送速度V乘以包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)、传送带的传送速度V恒定，因此，该包裹对应的X光图片的预估长度等于比率R乘以包裹通过光电开关的时间间隔(T2-T1)，其中比率R由实际测量得到。
3.根据权利要求2所述安检过程中物品X光图片采集和匹配方法，其特征在于：步骤S2中所述的采用二值化算法对帧图像的背景点和前景点进行分离包括，
S21.对所有的背景点设为0，所有的前景点设为1，得到二值化矩阵；
S22.对二值化矩阵进行腐蚀膨胀操作，然后进行连通操作，得到前景点最大的轮廓范围，得到包裹的X光图片的区域信息R。
4.根据权利要求3所述安检过程中物品X光图片采集和匹配方法，其特征在于：步骤S4中所述的对新队列中的X光图片的区域信息R和旧队列中的X光图片的区域信息R进行逐一比较的方法为，
S41.判断新队列中的X光图片的位置和旧队列中X光图片的位置的移动范围是否小于预设的范围阈值，若是，则转入步骤S42；
S42.判断新队列中的X光图片的大小和旧队列中的X光图片的大小的误差是否小于预设的大小阈值，若是，则判定两者是同一个图片，若否，则判定为是新出现的X光图片。
5.安检过程中物品X光图片采集和匹配装置，其特征在于：包括传送带、安检机、光电开关、采集设备，所述传送带贯穿所述安检机，所述传送带的两侧分别设置有所述光电开关，且所述光电开关位于所述安检机的前方，所述安检机上设置有显示屏，所述采集设备设置在所述安检机的顶部，所述采集设备分别与所述安检机和光电开关建立通信连接。
6.根据权利要求5所述安检过程中物品X光图片采集和匹配装置，其特征在于：当包裹到达所述光电开关时，所述光电开关输送到所述采集设备的信号为高电平，当包裹离开所述光电开关时，所述光电开关输送到所述采集设备的信号为低电平。
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