x射线安检图像增强方法研究 a method on x-ray security image enhancement.pdfVIP

第21卷 第4期 CT理论与应用研究 Vo1．21。No．4 2012年 12月 (705—712) CT Theory andApplications Dec．，2012 杨晓刚，杨立瑞．x射线安检图像增强方法研究[J]．cT理论与应用研究，2012，2l(4)：705—712． 05712 YangXG，YangLR．AmethodonXraysecurityimageenhancement[J]．CTTheoryandApplications，2012，21(4)：7 ． X射线安检图像增强方法研究 杨晓刚hb 杨立瑞 圜 1．中国人民公安大学 a)．安全防范系；b)．安全防范技术 与风险评估公安部重点实验室，北京 100038 2．公安部第一研究所安检事业部，北京 102200 摘要：本文提出了一种 x射线安检图像增强的新方法。传统 x射线安检图像的对比度较小、边 缘不够清晰、噪声较大，针对这些特点，本方法的思路如下：首先消除安检图像的背景区域噪 声，接着利用拉普拉斯变换对图像的边缘进行增强，然后通过CLAHE(有约束的局部直方图均衡 化)方法实现图像的对比度增强，最后利用双边滤波器在保持图像边缘的前提下降低图像噪声。 这样一套组合方法很好地适应了x射线安检图像的特点，得到了很好的增强效果。 关键词：CLAHE方法；双边滤波；图像增强 文章编号：1004—4140(2012)04-0705—08 中图分类号：TP391．41 文献标志码：A 随着世界安全形势的发展变化，世界各地都加强了针对公共场所的安检力度 ，其中应 用最广的安检设备就是 x射线安检仪，它能够通过 x射线透射的方法得到包裹等的内部物 品图像，使安检人员不需开包就能查看包内物品。然而，传统 x射线安检图像存在一些难 以克服的缺陷，即对 比度较低、边缘不够清晰、噪声较大 。如何通过后期图像处理方法最 大限度地抑制这些缺陷，是一项很有必要的工作。 同安检领域类似，医学领域也大量使用 x射线设备进行病灶的检查，现今 x图像 增强的报道主要集 中在医学领域和工业检测领域。其中图像增强方法主要是基于小波 的方法、直方图均衡化的方法和模糊集的方法等，这些方法要么效果不佳 ，要么原理 极其复杂，难 以满足实时处理的需求，且医学领域和工业探伤领域 图像增强处理都有 很强的 目的性和针对性 。比如医学领域，主要针对特定的器官或病灶进行增强，如增 强眼球血管、动脉血管和器官的癌变病灶等，其结果是增强了特定部位而丢失其他部 位的信息；工业领域，其应用主要有增强焊缝缺 口和特定元器件等，结果同医学领域 类似 ，也是选择性地对 图像的其他部分进行抑制或剔除。而 X射线安检领域，则需要 遵循最大限度保持原有信息的原则，因为潜在的危险物品种类繁杂、质地多样、形态 不一，所 以在图像增强过程中难 以依据经验去人为假定增强的结果，这对安检图像的 增强提出了更高的要求 。 本文提出了一种 x射线安检图像增强的新方法，该方法依据安检图像普遍存在的噪声 较大、边缘较模糊、对比度较小等特性展开，最大限度地保持图像原有信息的基础上增强 图像。具体步骤有以下几点：首先消除安检图像的背景区域噪声；然后利用拉普拉斯变换 收稿 日期：2012—06—07。 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 4期 杨晓刚等：x射线安检图像增强方法研究 711 6 结论 本文针对 x射线安检图像 自身特点设计了相关算法，即背景噪声去除，边缘增强，对 比度增强，双边滤波去噪，思路清晰，增强效果显著。另外，通过大量的统计，发现 x射 线安检图像尺寸较小，绝大多数图像尺寸分布于300k到500k