基于双能X射线安检设备的危险品识别系统研究
发布时间：2022-04-26 19:58
X射线安检设备因具有低成本、高识别度和无损检测等优势,而被广泛应用于机场、地铁、铁路和高级酒店等场所的安全检查。近年来,随着探测器、计算机、图像处理等相关技术的发展,X射线安检设备的成像质量不断提高,成像方式由传统的单能X射线成像发展到双能X射线成像,检测目的也从单纯的形状识别拓展到探究物质的本质属性。尤其在当今社会危险品种类繁多且可能被制作成任意形状的情况下,如何从复杂的被检物中准确、快速地识别出危险品成为一个具有研究价值及实际意义的课题。鉴于此,本文设计一种基于双能X射线安检设备的识别系统,主要研究工作如下:1、针对传统双能X射线检测技术中,物质的本质属性——有效原子序数会出现重叠的问题,本文推证得到低能透射信号值和等效R值的关系,通过在二维平面比较可以有效克服R值重叠现象;为解决某些物质难以分类的问题,引入隶属度概念,并构建隶属度函数,对物质分类曲线进行校正。通过视觉效果和定量分析,新算法在提高物质初步分类准确性的同时还能为进一步识别危险品奠定基础。2、由于物质厚度不是物质的本质属性,而且厚度带来的影响无法直接消除。为了减弱厚度因素对识别的干扰,本文设计一种复合辛普森算法,其中包...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 安检识别技术发展现状
1.2.2 单能X射线检测设备
1.2.3 双能X射线检测设备
1.2.4 CT检测设备
1.3 研究的局限性和假设
1.4 研究内容与组织结构
第二章 双能X射线系统理论和硬件基础
2.1 X射线的基本原理
2.1.1 X射线的产生
2.1.2 X射线光谱特性
2.1.3 X射线和物质的相互作用
2.2 X射线识别技术
2.2.1 单能X射线识别技术
2.2.2 双能X射线识别技术
2.2.3 CT成像技术
2.3 双能X射线安检设备
2.3.1 X射线源模块
2.3.2 探测器模块
2.3.3 辅助模块
2.4 本章小结
第三章 物质分类的定性分析
3.1 物质分类基础
3.2 边界物质曲线建模
3.3 基于隶属度的矫正方法
3.4 本章小结
第四章 基于双能X射线的危险品识别算法
4.1 厚度对透射信号的影响
4.2 克服厚度影响的识别算法
4.3 实验结果分析
4.3.1 实际数据计算结果
4.3.2 优化算法评估
4.3.3 实验结果对比
4.4 伪彩色方案
4.4.1 常见颜色模型
4.4.2 亮度切割
4.4.3 伪彩色变换映射
4.5 本章小结
第五章 软件系统开发和优化
5.1 软件系统设计
5.1.1 图像处理模块
5.1.2 硬件控制模块
5.1.3 系统管理模块
5.1.4 数据库模块
5.2 GPU加速
5.2.1 CUDA架构
5.2.2 CUDA优化策略
5.2.3 基于CUDA的加速算法
5.2.4 基于CPU和GPU算法速度比较
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]双能X射线识别金属物料的R值曲线拟合算法[J]. 毛冬辉,叶文华,熊田忠,王祺奥,顾瑞华. 机械制造与自动化. 2017(05)
[2]双能X射线透射系统的噪声分析与滤波方法研究[J]. 杨斌,叶文华,熊田忠,毛冬辉,王祺奥,胡品龙. 机电工程. 2015(07)
[3]基于MSR和融合理论的X射线安检图像增强算法[J]. 郑林涛,董永生,史恒亮. 电视技术. 2015(07)
[4]浅谈CUDA并行计算体系[J]. 叶毅嘉. 无线互联科技. 2015(06)
[5]浅谈计算机硬件知识体系的结构研究[J]. 耿鸿明. 计算机光盘软件与应用. 2015(02)
[6]X射线灰度图像伪彩色增强方法研究[J]. 李霄. 中国安防. 2014(17)
[7]X-射线荧光光谱分析技术的发展[J]. 章连香,符斌. 中国无机分析化学. 2013(03)
[8]国外CT型安检设备与技术发展[J]. 李保磊,张萍宇. 中国安防. 2013(06)
[9]基于GPU编程的超声实时三维成像系统[J]. 杨金耀,李德来,郭境峰,王海潮,蔡泽杭. 中国医疗器械信息. 2012(04)
[10]重排的半覆盖螺旋锥束CT的反投影滤波重建[J]. 邹晓兵,曾理. 光学精密工程. 2010(09)
博士论文
[1]工业CT截断投影数据重建算法研究[D]. 刘宝东.重庆大学 2010
硕士论文
[1]双能X射线物质识别系统的研究[D]. 王艳翔.中北大学 2017
[2]超声波无损检测技术应用研究[D]. 索会迎.南京邮电大学 2012
[3]JPEG2000算法中小波模块的GPU并行优化设计[D]. 卢睿.西安电子科技大学 2011
[4]低剂量双能X射线物品检查与液态危险品识别技术的研究[D]. 李文博.东北大学 2010
[5]CUDA平台上的CPU/GPU异步计算模式[D]. 姚平.中国科学技术大学 2010
本文编号：3648639
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 安检识别技术发展现状
1.2.2 单能X射线检测设备
1.2.3 双能X射线检测设备
1.2.4 CT检测设备
1.3 研究的局限性和假设
1.4 研究内容与组织结构
第二章 双能X射线系统理论和硬件基础
2.1 X射线的基本原理
2.1.1 X射线的产生
2.1.2 X射线光谱特性
2.1.3 X射线和物质的相互作用
2.2 X射线识别技术
2.2.1 单能X射线识别技术
2.2.2 双能X射线识别技术
2.2.3 CT成像技术
2.3 双能X射线安检设备
2.3.1 X射线源模块
2.3.2 探测器模块
2.3.3 辅助模块
2.4 本章小结
第三章 物质分类的定性分析
3.1 物质分类基础
3.2 边界物质曲线建模
3.3 基于隶属度的矫正方法
3.4 本章小结
第四章 基于双能X射线的危险品识别算法
4.1 厚度对透射信号的影响
4.2 克服厚度影响的识别算法
4.3 实验结果分析
4.3.1 实际数据计算结果
4.3.2 优化算法评估
4.3.3 实验结果对比
4.4 伪彩色方案
4.4.1 常见颜色模型
4.4.2 亮度切割
4.4.3 伪彩色变换映射
4.5 本章小结
第五章 软件系统开发和优化
5.1 软件系统设计
5.1.1 图像处理模块
5.1.2 硬件控制模块
5.1.3 系统管理模块
5.1.4 数据库模块
5.2 GPU加速
5.2.1 CUDA架构
5.2.2 CUDA优化策略
5.2.3 基于CUDA的加速算法
5.2.4 基于CPU和GPU算法速度比较
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]双能X射线识别金属物料的R值曲线拟合算法[J]. 毛冬辉,叶文华,熊田忠,王祺奥,顾瑞华. 机械制造与自动化. 2017(05)
[2]双能X射线透射系统的噪声分析与滤波方法研究[J]. 杨斌,叶文华,熊田忠,毛冬辉,王祺奥,胡品龙. 机电工程. 2015(07)
[3]基于MSR和融合理论的X射线安检图像增强算法[J]. 郑林涛,董永生,史恒亮. 电视技术. 2015(07)
[4]浅谈CUDA并行计算体系[J]. 叶毅嘉. 无线互联科技. 2015(06)
[5]浅谈计算机硬件知识体系的结构研究[J]. 耿鸿明. 计算机光盘软件与应用. 2015(02)
[6]X射线灰度图像伪彩色增强方法研究[J]. 李霄. 中国安防. 2014(17)
[7]X-射线荧光光谱分析技术的发展[J]. 章连香,符斌. 中国无机分析化学. 2013(03)
[8]国外CT型安检设备与技术发展[J]. 李保磊,张萍宇. 中国安防. 2013(06)
[9]基于GPU编程的超声实时三维成像系统[J]. 杨金耀,李德来,郭境峰,王海潮,蔡泽杭. 中国医疗器械信息. 2012(04)
[10]重排的半覆盖螺旋锥束CT的反投影滤波重建[J]. 邹晓兵,曾理. 光学精密工程. 2010(09)
博士论文
[1]工业CT截断投影数据重建算法研究[D]. 刘宝东.重庆大学 2010
硕士论文
[1]双能X射线物质识别系统的研究[D]. 王艳翔.中北大学 2017
[2]超声波无损检测技术应用研究[D]. 索会迎.南京邮电大学 2012
[3]JPEG2000算法中小波模块的GPU并行优化设计[D]. 卢睿.西安电子科技大学 2011
[4]低剂量双能X射线物品检查与液态危险品识别技术的研究[D]. 李文博.东北大学 2010
[5]CUDA平台上的CPU/GPU异步计算模式[D]. 姚平.中国科学技术大学 2010
本文编号：3648639
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