Идентификация опасных вложений в автоматической системе обработки рентгенографических данных

• Автор: Щавелев, Иван Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ СТР

ВВЕДЕНИЕ.

1. РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ

1.1 .Современные рентгенографические технологии

ОБНАРУЖЕНИЯ ОПАСНЫХ ВЛОЖЕНИЙ

1.2.Анализ структуры рентгенографических данных

1 .З.Параметры распределений случайных величин и методы их оценки для описания рентгенографических данных.

Погрешности рентгенографических данных и их обработка.

1 АСпособы классификации распределений случайных величин.

2. МЕТОД ПОИСКА КОНТУРОВ ОТДЕЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИЙ ПО ДАННЫМ ТЕНЕВОГО РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.
2.1 .Волновой алгоритм Ли и его модификация для анализа теневого рентгенографического изображения
2.2.0днозначность определения геометрических контуров
вложений
3. МЕТОД ОЦЕНКИ ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИЙ ПО РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИМ ДАННЫМ
3.1 .Подготовка и анализ распределения интенсивности теневого изображения как распределения случайной величины
3.2.0пределение формы сечения вложения по известным
классам распределений в проекциях.
4. АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ
4.1 .Технические характеристики установки i
4.2.АЛГОРИТМ поиска контуров изображений отдельных
вложений.
4.3.Алгоритм автоматического определения формы закона распределения
4.4. Алгоритм определения размеров вложения.
4.5. Алгоритм оценки физических параметров отдельных вложений.
4.6.ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ установки
4.7.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА БАЗЕ ДВУХЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ДВУХПРОЕКЦИОННОЙ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Такой набор технических и технологических проблем требует проведения целого ряда научных исследований и экспериментов. Но, наличие спроса на автоматизированные системы обнаружения опасных вложений на международном рынке открывает хорошую перспективу для коммерческой реализации получаемых результатов. Целью настоящей работы является создание метода автоматической идентификации вложений по данным рентгенографического контроля, построение алгоритма расчета плотности вложений, разработка программной функции и её встраивание в состав программного обеспечения существующей рентгенографической установки, экспериментальная проверка алгоритма и анализ достигнутых параметров. Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использованы элементы теории чисел, методы теории вероятностей и математической статистики, методы теории графов, линейной алгебры, геометрии и стереометрии, элементы теории экспертных систем и обработки данных. Разработанные методы, алгоритмы и программные средства внедрены в состав развитой рентгенографической системы «Sentinel» для автоматизированного обнаружения опасных вложений. Установка создана совместными усилиями компании ООО «Биостерильные технологии», Россия и BioSterile Technology, Inc. США. Полученные в работе результаты подтверждают эффективность использования автоматической функции идентификации вложений. Разработанная установка со средствами автоматического определения характеристик вложений в багаже пассажиров рассматривается Федеральной Авиационной Администрацией США как одна из наиболее перспективных, и будет использована для экспериментов при уточнении требований к установкам аналогичного класса, предназначенным для поиска взрывчатых веществ. Разработанные средства позволяют создавать системы рентгенографического контроля с наилучшими показателями экономической эффективности, благодаря возможности адаптации к уже существующим системам с наименьшими затратами. Кроме того, для их работы требуются простые, по сравнению с томографами, двухэнергетические двухпроекционные рентгенографические системы, которые признаны экспертами наиболее эффективными, при практической эксплуатации, по показателям производительности, экономической эффективности, простоты обслуживания и удобства для операторов. Проведенные экспериментальные работы на базе существующей рентгенографической установки с применением реальных взрывчатых веществ показали высокую эффективность предложенных подходов для автоматизации досмотра багажа. Разработанные методы с успехом могут быть применены и для анализа изображений как более крупных объектов, таких, как транспортные средства, контейнеры, вагоны, так и более мелких - различных почтовых отправлений. Кроме того, экспериментальные данные показывают, что разработанные методы алгоритмы и программные средства могут быть применены для автоматического поиска вложений из практически любых материалов, что делает применение автоматизированных средств возможным и эффективным для поиска не только взрывчатых веществ и взрывных устройств, но и другой контрабанды. Реализация результатов. Полученные в работе результаты: методы, алгоритмы, программные средства использованы в составе развитой двухэнергетической двух проекционной рентгенографической системы «Sentinel» для автоматического обнаружения опасных вложений (приложение 1). Установка создана совместными усилиями компании ООО «Биостерильные технологии», Россия и BioSterile Technology, Inc. США. Поле», создаваемой Московским Радиотехническим Институтом Росийской Академии Наук. Совершенствование методов, алгоритмов и программных средств, полученных в работе, непрерывно продолжается. Одновременно происходит их экспериментальное исследование, отработка и внедрение. Научные положения, выводы, рекомендации полученные в диссертации, использованы при подготовке и чтении лекций, проведении лабораторных учебно-исследовательских работ в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Апробация работы. Результаты работы были представлены на: заседаниях кафедры ИУ-4 МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также на научно-технических конференциях.