Çift sensörlü x-ışını tarayıcı tasarımı ve bilgisayarla görme incelemesi

Abstract

Nesnelerin içeriklerini tahribatsız şekilde denetleme sistemleri günümüz dünyasında oldukça yoğun şekilde kullanılmaktadır. Bu tür sistemlerin kullandığı en yaygın, ucuz ve taşınabilir olan teknoloji X-ışını tabanlıdır. Tahribatsız içerik denetleme sistemlerinin kullanım alanları çok fazla olup bunlardan başta gelenleri tıbbi görüntüleme, endüstriyel muayene, askeri ve güvenlik amaçlı paket tarama sistemleridir.Bu çalışmada güvenlik amaçlı paket denetleme sistemlerine odaklanılmıştır. Bu doğrultuda iki ana hedef gerçeklenmiştir. Bunlardan ilki için alışveriş merkezi türü alanlara girişlerde kullanılan X-ışın tabanlı tarama cihazları için gerekli donanım ve yazılım teknolojisi üretilerek ortaya bir prototip paket tarama sistemi çıkarılmıştır.İkinci hedef ise akademik çerçevededir. Bu hedef kapsamında stereoskopik kaynaklardan elde edilen görüntülerin, bilgisayarla görme alanında son zamanlarda elde edilen bilgilerin geliştirilerek eldeki probleme uygulanması bulunmaktadır. Bunun sonucu olarak, BT (Bilgisayarlı Tomografi) sistemleri kadar başarılı olmasa da belli ölçülerde 3 boyutlu (3B) bilginin çıkarılması ve taranan paketlerin 3B içeriği hakkında bilgi üretilmesi mümkün olmuştur.Son olarak yukarıda bahsedilen ilk hedef biraz daha ilerletilerek, tek X-ışını sensörü ve stereo X-ışını sensöründen elde edilen verilerle yapılan malzeme sınıflandırma sonuçları karşılaştırılmış ve stereo X-ışını sensörü kullanılarak yapılan sınıflandırmanın daha üstün olduğu gözlemlenmiştir.Bu tez sonucuna ülkemizin ihtiyaçlarına paralel olarak çift enerjili X-ışını sensörleri ile malzeme sınıflandırması yapabilen, denetlediği paketlerin 3B yapısı hakkında bilgi verebilen bir X-ışınlı paket denetleme sistemi geliştirilmiştir.Noninvasive content viewing systems have found many applications in today's world including medical imaging, industrial inspection, military applications, and package scanning for security applications. X-ray based scanning systems are the most common due to their relatively low cost and high transportability.In this thesis, we focus on package inspection systems for security purposes. Two main objectives are implemented. Our first purpose was to develop hadware and software technology necessary for the X-ray based package scanning system.The second goal is on academic perspective. In this contex we applied recent techniques in computer vision field on the problem of inferring 3D information from stereoscopic X-ray images grabbed from X-ray based scanning systems. As a result, although not as successful as computed tomography(CT), 3D content extraction of the inspected packages has been possible.Finally, the experimental results showed that material classification using stereo X-ray sensor gave better results than using single X-ray sensor.In line with our country's demand an X-ray package inspection system capable of classifying material with dual-energy X-ray sensors, providing information about the 3D structure of the packages under inspection was developed.