用于安检的毫米波图像与光学图像融合方法研究文献综述

 2022-11-29 16:26:46

文献综述

  1. 研究背景及意义

1.图像融合

图像融合是将两个或者两个以上的在同一时间(或不同时间)获取的关于某个具体场景的图像 或者图像序列信息加以综合,以生成一个新的有关 此场景的解释,而这个解释是从单一传感器获取的信息中无法得到的.通过对多幅图像的融合,克服单一图像在几何光谱和空间分辨率等方面存在的局限性和差异性,提高图像的质量,有利于对物理现象和事件进行定位,识别和解释。【1】

高效的图像融合方法可以根据需要综合处理多源通道的信息,从而有效地提高了图像信息的利用率、系统对目标探测识别地可靠性及系统的自动化程度。其目的是将单一传感器的多波段信息或不同类传感器所提供的信息加以综合,消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,以增强影像中信息透明度,改善解译的精度、可靠性以及使用率,以形成对目标的清晰、完整、准确的信息描述。

这诸多方面的优点使得图像融合在医学、遥感、计算机视觉、气象预报及军事目标识别等方面的应用潜力得到充分认识、尤其在计算机视觉方面。

  1. 计算机视觉

计算机视觉发展已有二十多年 , 随着计算机控制理论 、模式识别 、人工智能和生物 技术的发展 , 计算机视觉在机器人 、工业检测 、物体识别 、卫星图像分析、医学辅助诊 断、航空测绘和军事技术中的应用越来越广, 研究方法也由二维推到三维 , 从串行到并 行 , 从直接依赖输入信号的低层处理到依赖特征、结构、关系和知识的高层处理【17】。

  1. 毫米波成像

近年来,随着暴力恐怖事件的增多,安全问题日益得到重视。为了更好的预防应对 暴力犯罪和恐怖袭击,很多公共场所例如机场、火车站、港口等,都设有安检。还有一 些重要场所会设置场景监控,这些安防手段都是保护社会公共安全的重要途径。这些安 检的主要目的便是对违禁物品的检测。传统意义上,隐匿违禁物品主要有枪支,金属刀 具和爆炸物。然而随着科技的发展,出现了一些像陶瓷刀具、塑料爆炸物、化学制剂等 新型的隐匿违禁物品,这些都给隐匿违禁物品的探测带来了挑战hellip;。【18】

目前常用的安检设施主要包括手持式金属探测器、金属武器探测门、X射线检测仪、 红外和可见光探测仪等。其中,金属探测器虽然操作简单,比较灵敏,但是仅能探测 金属枪支、刀具等,但却无法对陶瓷刀、塑性炸药等非金属类隐匿违禁物品进行探测。 X射线探测仪在很多公共场所例如车站等地方是一种常见的安检设备,主要用于行李的 检查。但由于X射线的电离作用,穿透能力较强,用于人体隐匿违禁物品检测时不止会 暴露人体隐私,对人体的伤害也很大,用在人体检测时不被大众接受13J。可见光成像技 术可以得到分辨率很高的图像,可以得到成像场景或者目标的一些细节,但可见光对衣 物的穿透能力有限,不能探测到衣物下隐匿的违禁物品。红外成像则主要利用目标本身 的温度,可以探测出成像场景内温度出现异常的目标,但当隐匿违禁物品与人体区域的 温度相同时,红外成像很难探测到目标,因此它们都不适合用于人体隐匿物品检测【19】。

毫米波是波长介于微波和可见光之间的电磁波。毫米波成像技术在人体隐匿物品探 测方面有着重要的应用,包括主动毫米波成像技术和被动毫米波成像技术两种。其中,被动毫米波成像技术是利用毫米波辐射成像系统获取成像场景内景物的辐射能量成像 ,其成像原理与可见光相似。而主动毫米波成像系统成像时需要向外发射电磁波,近距离探测成像时存在闪烁效应,使所成图像中物体的自然形状会存在改变,不容易显示出来。所以被动毫米波成像技术一系列的优点,使其在隐匿违 禁物品探测领域的应用得到了越来越多的关注与研究。【19】

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