[发明专利]利用多视角X射线对行李爆炸物进行自动探测的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全检查方法和装置，特别是涉及一种采用X射线数字成像技术对行李中爆炸物进行探测的方法和装置。

背景技术

对于行李安全检查来说，X射线安检技术是目前应用最为广泛的一类非接触式安全检查技术，近年来，X射线安全检查技术在航空安全等需求的驱使下得到了迅猛发展。

早期使用的X射线检查设备多为采用单视角单能量的X射线技术，其可以显示并表示行李中不同位置不同种类物质对射线的吸收情况的投影图，进而通过安全检查人员观察该投影图中各区域的形状特征从而去判断是否可能存在已知的违禁物。

随着X射线技术的不断发展，到目前为止已经出现了可以估计材料有效原子序数的双能量X射线技术，该种技术利用某种材料对不同能量的X射线吸收性能上的差异来分辨该材料，使得不能通过形状来辨别的物质可以通过材料特性来辨别。目前有两种类型的双能量X射线安检设备，一种是标准的或常规的双能量X射线行李检查设备，其采用一源两探，准双能量X射线，低通过速度和人工检查，主要应用于常规手提行李和交运行李检查中；另一种则是先进的双能量X射线安检设备(AT机)，其双源双探，真实双能量X射线，高通过速度和自动探测，主要应用于多级自动交运行李检查系统。

为了满足高探测精度的安检需求，X-CT技术已经被引入到了安检领域，且已出现了采用X-CT技术的CT型爆炸物安检设备，其主要工作过程为：首先通过对三维物体的某一截面进行扫描，采集与该三维物体截面结构相关的数据集合，然后再对这些数据集合且根据一定的数学原理进行逆运算而获取与所述三维物体截面结构一一对应的参数值，最后通过显示技术从参数值来最终恢复三维物体的截面图像。这种采用X-CT技术类型的设备密度分辨能力强，具有较高的爆炸物探测能力，但是它需要处理的数据量非常巨大，获得图像的时间也比其它系统要长很多，制造成本也非常高，这些都制约了CT型设备的普及和应用。

针对上述采用X-CT技术的CT型爆炸物安检设备，目前出现了采用多视角X射线爆炸物自动探测技术的安检设备，其主要采用多个固定视角双能量X射线去对物质进行照射，然后通过双能量X射线图像信号去获得物体的材料特征，以及通过多视角的投影图像重建被检物截面，获得物质密度特征，从而达到对被检物进行较精确的物性探测。

对于多视角X射线检测技术而言，其已经在医学和工业检测上均有应用，但是采用该种多视角X射线扫描技术的通道式多视角X射线快速行李安全检查技术却只是在2000年以后才发展起来，在该行李安全检查技术领域中，美国VIVID公司是最早研制多视角X射线爆炸物自动探测设备(MVT)的厂家，该MVT采用3源3探的三视角工作模式，在探测方法上，其采用直接从各视角投影提取被检物二维几何特征并进行三维几何特征的匹配，在确定被检物三维几何特征后，再进行密度探测和材料探测(计算有效原子序数)，其不足之处是三维几何特征的提取和匹配较难，而符合三维几何特征匹配条件的物体较多需要逐一排查，并且在多视角布局上，该MVT采用两个底照视角和一个水平视角，虽然在通道内各视角的相关性较小，有利于被检物的三维重建，但是这种多视角布局方式容易导致水平放置的行李中物品重叠严重，因而在各视角投影图像中提取被检物特征困难。

德国Heimann公司的多视角X射线爆炸物自动探测设备EDtS虽然采用3源5探的五视角工作模式，且在多视角布局上采用2个底照射线源和1个顶照射线源，每个底照射线源分别对应2组探测器，顶照射线源对应1组探测器形成5个视角，相对于美国VIVID公司的MVT而言，其多视角布局方式不会导致水平放置的行李物品发生重叠严重，且通过5个视角的投影图像进行三维重建的方式，其重建冗余度较大，模糊度较小，但是5个视角的工作模式却容易导致探测过程中特征匹配困难。

发明内容

鉴于上述情况，本发明之一目的在于提供一种利用多视角X射线对行李中爆炸物进行自动探测的方法，该方法主要通过材料和密度两维特征对行李中的爆炸物进行自动探测，且包括以下步骤：

1)采集被测行李物品各个视角的图像信号；

2)对获取的各个视角图像信号进行材料自动探测：首先对图像信号进行分割，并根据双能量X射线材料分辨原理对分割后的高能和低能图像进行材料特征识别，得到符合爆炸物材料特征的危险区域，并在该危险区域中标记出其中适合参与密度计算的位置；

3)对上述危险区域分割结果进行密度自动探测：首先根据事先设定的匹配规则进行危险区域匹配，找出多视角图像中代表同一物体的各个危险区域，然后通过多视角重建计算，获得所述危险区域的密度值；