[發(fā)明專利]一種X射線線陣探測器校正與濾波方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610860202.2
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106645220B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿磊;馬瀟;肖志濤;吳駿;張芳;彭曉帥
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 11371 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 劉曾

本發(fā)明提供了一種X射線線陣探測器校正與濾波的方法。該方法首先使用X射線線陣探測器采集圖像數(shù)據(jù)，然后使用改進(jìn)的兩點校正模型對數(shù)據(jù)求解補(bǔ)償增益因子和補(bǔ)償偏置量因子進(jìn)行校正。最后運(yùn)用基于半隱式差分格式的偏微分方程處理算法濾除本底噪聲、隨機(jī)噪聲、孤立噪聲，解決了X射線圖像由于像素響應(yīng)不均和摻有噪聲影響使得圖像中含有條紋及細(xì)節(jié)模糊的問題。與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明處理后的數(shù)據(jù)結(jié)果平均均方誤差更小，校正與濾波的效果更佳，有利于提高X射線檢測質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種X射線線陣探測器校正與濾波方法，該方法提出了使用改進(jìn)的兩點校正算法進(jìn)行校正，半隱式差分格式的偏微分方程算法濾波，屬于圖像處理和信號處理領(lǐng)域，可應(yīng)用于X射線檢測產(chǎn)品時對圖像進(jìn)行校正與濾波。

背景技術(shù)

作為無損檢測技術(shù)的一種，X射線檢測技術(shù)是現(xiàn)代物理學(xué)、電子學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科綜合應(yīng)用的產(chǎn)物，正以其優(yōu)越的性能和特有的檢測方式被廣泛應(yīng)用于零部件檢測、輪胎檢測、食品檢測、安全檢測等諸多領(lǐng)域，尤其適用于高速在線檢測的要求。對X射線圖像進(jìn)行校正與濾波是至關(guān)重要的，可提高檢測的質(zhì)量。

目前，主要的校正處理方法有插值法和逼近法。分段插值算法雖然校正精度較高，但存在分段數(shù)量選擇困難，分段過多運(yùn)算量相應(yīng)增加，分段過少會導(dǎo)致精度下降。基于響應(yīng)曲線的三點分段算法，雖然能很好地逼近響應(yīng)曲線，但需事先確定響應(yīng)曲線的兩個拐點，若拐點判別錯誤，整體的校正結(jié)果會出現(xiàn)偏差，相對較復(fù)雜。根據(jù)噪聲的特點和產(chǎn)生原因，可分為3類：本底噪聲、隨機(jī)噪聲、孤立噪聲。主要的濾波方法為差值法消除本底噪聲、卡爾曼濾波法濾除隨機(jī)噪聲、中值濾波法消除孤立噪聲，但是需要進(jìn)行多種濾波，較為復(fù)雜，抑制噪聲的效果并不理想，數(shù)據(jù)波動依然較大。

針對以上問題，提出了改進(jìn)的X射線圖像校正與濾波模型。提出了采用兩點校正求感光元件的補(bǔ)償偏置量因子和補(bǔ)償增益因子，使用半隱式差分格式的偏微分方程處理算法去噪。最后給出實驗結(jié)果，證明該方法可以有效地解決X射線線陣探測器存在的由于像素響應(yīng)不均和噪聲所造成的圖像質(zhì)量下降問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出了一種X射線線陣探測器校正與濾波方法，該方法能夠準(zhǔn)確有效地校正圖像，還能抑制噪聲的影響。為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

1.利用X射線線陣探測器采集數(shù)據(jù)；

2.建立兩點校正模型；

3.建立求解補(bǔ)償增益因子和補(bǔ)償偏置因子模型；

4.半隱式差分格式的建立；

5.對半隱式偏微分方程進(jìn)行迭代求解；

本發(fā)明具有如下的技術(shù)效果：

1.方法簡單，易于實施。本發(fā)明利用改進(jìn)的兩點校正算法，相對于其他算法而言，效率更高。

2.準(zhǔn)確性高。本發(fā)明在濾波過程中，采用半隱式差分格式的偏微分方程算法，實驗證明提高了檢測精度。

3.對于X射線檢測相關(guān)領(lǐng)域均適用，提高檢測質(zhì)量。

附圖說明

圖1：本發(fā)明總體方案流程圖。

圖2：探測器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3：X射線檢測裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4：未校正濾波的數(shù)據(jù)，圖(a)為理想狀態(tài)下無X射線行數(shù)據(jù)，圖(b)為實際情況下行掃描數(shù)據(jù)，大小為1×9216。

圖5：未校正且有噪聲的X射線圖像。

圖6：四鄰點集合。

圖7：經(jīng)過兩點校正后的X射線圖像。