X光图像样本生成方法、装置、存储介质及电子设备与流程

x光图像样本生成方法、装置、存储介质及电子设备
技术领域
1.本发明涉及安检技术领域，尤其涉及一种x光图像样本生成方法、装置、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.x射线是比可见光波长还要短的一种电磁辐射，具有比可见光更强的固体、液体穿透能力，甚至能够穿透一定厚度的钢板。当x射线穿过物品时，不同物质组成、不同密度和不同厚度的物品内部结构能够不同程度地吸收x射线，密度、厚度越大，吸收射线越多；密度、厚度越小，吸收射线越少，生成图像的像素值代表物体实物的密度值，所以从物品透射出来的射线强度就能够反映出物品内部结构信息。
3.目前，x光违禁品检测是轨道交通领域的重要环节，为防止违禁品进入客运交通渠道起着重要作用。随着计算机视觉的发展，研究人员利用x光图像和相应标注，研究出一种高效的计算机视觉算法，可以快速的检测出违禁品种类和其在图像上的位置，提升了监管效率。然而，现有x光违禁品检测方法在获取违禁物品标注时会引入额外的背景信息，从而影响检测速度。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种x光图像样本生成方法、装置、存储介质及电子设备，用以提高检测速度。
5.具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：
6.根据本发明的第一方面，提供一种x光图像样本生成方法，所述方法用于违禁品检测模型训练，该方法包括：
7.获取违禁品的原始x光图像和剪影图像；其中，所述违禁品在原始x光图像中的位置与在剪影图像中的位置一致；
8.基于所述剪影图像，获取所述违禁品的标注；
9.将所述标注和同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本。
10.在一可能的实现方式中，所述基于所述剪影图像，获取所述违禁品的标注，包括：
11.分别将同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度；
12.基于旋转后的所述剪影图像，获取所述违禁品的标注；
13.所述将所述标注和同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本，包括：
14.将所述标注和旋转后的所述原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本。
15.在一可能的实现方式中，所述分别将同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度，包括：
16.随机选择一个旋转角度α，所述α大于0度且小于360度；
17.分别将所述原始x光图像和所述剪影图像沿同一方向旋转α。
18.在一可能的实现方式中，所述分别将同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度，包括：
19.按照预设的角度间隔分别将当前姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度。
20.根据本发明的第二方面，提供一种x光图像样本生成装置，所述装置包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的x光图像样本生成方法的模块。
21.根据本发明的第三方面，提供一种一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的x光图像样本生成方法的步骤。
22.根据本发明的第四方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的x光图像样本生成方法的步骤。
23.本发明提供的技术方案至少带来以下有益效果：
24.本发明提供的技术方案先获取违禁品的原始x光图像和剪影图像，再基于所述剪影图像，获取所述违禁品的标注，然后将所述标注和同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本，通过违禁品的剪影图像确定违禁品的标注，因此在获取违禁品标注时不会引入额外的背景信息，从而可以提高检测速度。
附图说明
25.图1为本发明实施例提供的一种x光图像样本生成方法的流程示意图；
26.图2为本发明实施例提供的违禁品的原始x光图像和剪影图像；
27.图3为本发明实施例提供的x光图像样本生成方案中违禁品的标注；
28.图4为本发明实施例一提供的x光图像样本生成方法的流程示意图；
29.图5为本发明实施例二提供的x光图像样本生成方法的流程示意图；
30.图6为本发明实施例提供的一种x光图像样本生成装置的结构示意图；
31.图7为本发明实施例提供的x光图像样本生成装置中标注获取模块的结构示意图；
32.图8为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
33.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
34.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
35.应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
37.参见图1，本发明实施例提供了一种x光图像样本生成方法，该方法可以应用于具有违禁品检测模型训练功能的电子设备，例如pc、服务器、安检设备等，用于违禁品检测模型训练，该方法可以包括如下步骤：
38.s101、获取违禁品的原始x光图像和剪影图像；其中，所述违禁品在原始x光图像中的位置与在剪影图像中的位置一致；
39.本发明实施例中，违禁品的原始x光图像a和剪影图像b大小相同，如图2所示，剪影图像中违禁品所在的区域与背景区域采用不同的像素值表示，例如违禁品所在的区域像素值为0，背景区域像素值为255。
40.s102、基于所述剪影图像，获取所述违禁品的标注；
41.在一些实施例中，如图3所示，违禁品的标注可以为矩形框标注(如图3中c所示)，矩形框c可以根据剪影图像中像素点的像素值来确定，例如，根据剪影图像中像素点的像素值可以确定矩形框c的中心点坐标(x,y)，矩形框的宽w和高h。
42.s103、将所述标注和同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本。
43.本发明实施例中，训练样本中原始x光图像中的违禁品与标注对应的剪影图像中的违禁品处于同一姿态，在一些实施例中，直接根据获取到的违禁品的剪影图像，获取违禁品的标注，在另一些实施例中，为了模拟出不同姿态下的违禁品，增加训练样本的多样性，先将获取到的违禁品的原始x光图像和剪影图像进行旋转，然后再根据旋转后的剪影图像，获取违禁品的标注，下面分别进行介绍。
44.实施例一：
45.本发明实施例一中，直接根据获取到的违禁品的剪影图像，获取违禁品的标注，上述步骤s103变换为步骤s104，如图4所示，于是，步骤s103中将所述标注和同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本，包括：
46.s104、将所述标注和所述原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本。
47.需要说明的是，在进行违禁品检测模型训练时，通过本发明实施例一提供的技术方案生成训练样本集中的训练样本，通过多个不同的违禁品的原始x光图像和剪影图像，可以生成多个训练样本。
48.本发明实施例一提供的技术方案，通过违禁品的剪影图像确定违禁品的标注，因此在获取违禁品标注时不会引入额外的背景信息，从而可以提高检测速度。
49.实施例二：
50.本发明实施例二中，先将获取到的违禁品的原始x光图像和剪影图像进行旋转，然后再根据旋转后的剪影图像，获取违禁品的标注，上述步骤s102变换为步骤s105和s106，上
述步骤s103变换为步骤s107，如图5所示，于是，步骤s102中基于所述剪影图像，获取所述违禁品的标注，包括：
51.s105、分别将同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度；
52.s106、基于旋转后的所述剪影图像，获取所述违禁品的标注。
53.步骤s103中将所述标注和同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本，包括：
54.s107、将所述标注和旋转后的所述原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本。
55.在一些实施例中，步骤s105中分别将同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度，包括：
56.随机选择一个旋转角度α，所述α大于0度且小于360度；
57.分别将所述原始x光图像和所述剪影图像沿同一方向旋转α。
58.例如，随机选择的旋转角度α＝40
°
，分别将违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转40
°
，再基于旋转40
°
后的剪影图像，获取违禁品的标注，然后将该标注和旋转40
°
后的原始x光图像作为违禁品检测模型的训练样本。
59.本发明实施例中，通过重复上述步骤预设次数，可以模拟出不同姿态下的违禁品，从而生成违禁品在不同姿态下的训练样本。
60.在另一些实施例中，步骤s105中分别将同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度，包括：
61.按照预设的角度(例如5
°
)间隔分别将当前姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度。
62.例如，如果当前姿态下的违禁品的原始x光图像和剪影图像已经是在获取到的原始x光图像和剪影图像基础上旋转了30
°
，那么现下就分别将已旋转30
°
的原始x光图像和剪影图像沿同一方向再旋转5
°
，再基于旋转35
°
后的剪影图像，获取违禁品的标注，然后将该标注和旋转35
°
后的原始x光图像作为违禁品检测模型的训练样本。
63.本发明实施例中，通过多次按照预设的角度旋转图像，可以模拟出不同姿态下的违禁品，从而生成违禁品在不同姿态下的训练样本。
64.本发明实施例二提供的技术方案，一方面，通过违禁品的剪影图像确定违禁品的标注，因此在获取违禁品标注时不会引入额外的背景信息，从而可以提高检测速度。另一方面，通过旋转违禁品的原始x光图像和剪影图像，模拟出不同姿态下的违禁品，从而生成违禁品在不同姿态下的训练样本，增加训练样本的多样性，降低模型检测时漏检和误检的风险，以提高模型检测的准确率。
65.需要指出的是，本发明实施例中，训练样本可以是一次同时生成多个，也可以是一个接一个的生成，本发明实施例对此并不进行限定。
66.基于同一发明构思，参见图6，本发明实施例提供的一种x光图像样本生成装置，所述装置用于违禁品检测模型训练，该装置包括：图像获取模块11、标注获取模块12和样本生成模块13。
67.图像获取模块11，被配置为获取违禁品的原始x光图像和剪影图像；其中，所述违
禁品在原始x光图像中的位置与在剪影图像中的位置一致；
68.标注获取模块12，被配置为基于所述剪影图像，获取所述违禁品的标注；
69.样本生成模块13，被配置为将所述标注和同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本。
70.在一些实施例中，样本生成模块13被配置为：
71.将所述标注和所述原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本。
72.在另一些实施例中，如图7所示，标注获取模块12包括：
73.旋转子模块121，被配置为分别将同一姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度；
74.标注获取子模块122，被配置为基于旋转后的所述剪影图像，获取所述违禁品的标注；
75.样本生成模块13被配置为：
76.将所述标注和旋转后的所述原始x光图像作为所述违禁品检测模型的训练样本。
77.在一些实施例中，旋转子模块121被配置为：
78.随机选择一个旋转角度α，所述α大于0度且小于360度；
79.分别将所述原始x光图像和所述剪影图像沿同一方向旋转α。
80.在另一些实施例中，旋转子模块121被配置为：
81.按照预设的角度间隔分别将当前姿态下的所述违禁品的原始x光图像和剪影图像沿同一方向旋转相同角度。
82.上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
83.对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
84.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任意可能的实现方式中的x光图像样本生成方法的步骤。
85.可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
86.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任意可能的实现方式中的x光图像样本生成方法的步骤。
87.基于同一发明构思，参见图8，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器71(例如非易失性存储器)、处理器72及存储在存储器71上并可在处理器72上运行的计算机程序，处理器72执行所述程序时实现上述任意可能的实现方式中的x光图像样本生成方法
的步骤，可相当于如前所述的x光图像样本生成装置，当然，该处理器还可以用来处理其他数据或运算。
88.该电子设备具有违禁品检测模型训练功能，该电子设备可以是例如pc、服务器、x射线安检设备等设备。
89.如图8所示，该电子设备一般还可以包括：内存73、网络接口74、以及内部总线75。除了这些部件外，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。
90.需要指出的是，上述x光图像样本生成装置可以通过软件实现，其作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在的电子设备的处理器72将非易失性存储器中存储的计算机程序指令读取到内存73中运行形成的。
91.本说明书中描述的主题及功能操作的实施例可以在以下中实现：数字电子电路、有形体现的计算机软件或固件、包括本说明书中公开的结构及其结构性等同物的计算机硬件、或者它们中的一个或多个的组合。本说明书中描述的主题的实施例可以实现为一个或多个计算机程序，即编码在有形非暂时性程序载体上以被数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令中的一个或多个模块。可替代地或附加地，程序指令可以被编码在人工生成的传播信号上，例如机器生成的电、光或电磁信号，该信号被生成以将信息编码并传输到合适的接收机装置以由数据处理装置执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储器设备、或它们中的一个或多个的组合。
92.本说明书中描述的处理及逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程计算机执行，以通过根据输入数据进行操作并生成输出来执行相应的功能。所述处理及逻辑流程还可以由专用逻辑电路—例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路)来执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路。
93.适合用于执行计算机程序的计算机包括，例如通用和/或专用微处理器，或任何其他类型的中央处理单元。通常，中央处理单元将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。计算机的基本组件包括用于实施或执行指令的中央处理单元以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘等，或者计算机将可操作地与此大容量存储设备耦接以从其接收数据或向其传送数据，抑或两种情况兼而有之。然而，计算机不是必须具有这样的设备。此外，计算机可以嵌入在另一设备中，例如移动电话、个人数字助理(pda)、移动音频或视频播放器、游戏操纵台、全球定位系统(gps)接收机、或例如通用串行总线(usb)闪存驱动器的便携式存储设备，仅举几例。
94.适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、媒介和存储器设备，例如包括半导体存储器设备(例如eprom、eeprom和闪存设备)、磁盘(例如内部硬盘或可移动盘)、磁光盘以及cd rom和dvd-rom盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。
95.虽然本说明书包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为限制任何发明的范围或所要求保护的范围，而是主要用于描述特定发明的具体实施例的特征。本说明书内在多个实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中被组合实施。另一方面，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开实施或以任何合适的子组合来实施。此
外，虽然特征可以如上所述在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。
96.类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以所示的特定顺序执行或顺次执行、或者要求所有例示的操作被执行，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施例中均需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中，或者封装成多个软件产品。
97.由此，主题的特定实施例已被描述。其他实施例在所附权利要求书的范围以内。在某些情况下，权利要求书中记载的动作可以以不同的顺序执行并且仍实现期望的结果。此外，附图中描绘的处理并非必需所示的特定顺序或顺次顺序，以实现期望的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。
98.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。