一种通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法

摘要

本发明涉及一种通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法，包括以下步骤：1）计算探测器的投影比例因子：根据通道式X射线安全检测设备中X射线源、物体通道平面以及探测板三者之间的位置关系，计算每一块探测器板及板上各探测器的投影比例因子；2）计算探测器形变校正因子：针对每一个探测器，分别计算得到一个形变校正因子；3）插值放大处理：根据形变校正因子的差异，对透射图像各像素点进行插值放大处理，得到形变校正结果图像。本发明的有益效果为：可以在现有通道式X射线安全检查设备的基础上，不增加任何硬件成本，仅通过本发明图像形变校正方法实现对透射图像的形变校正，减少安检员的漏判和误判。

权利要求

1.一种通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）计算探测器的投影比例因子：根据通道式X射线安全检测设备中X射线源、物体通道平面以及探测板三者之间的位置关系，计算每一块探测板及探测板上各探测器的投影比例因子，所述X射线源与探测器分别位于物体通道平面的两侧；由X射线源发射的X射线穿过物体通道平面后，被位于物体通道平面另一侧的探测器所收集，并经过转化生成物体的透射图像，所述计算各个探测器的投影比例因子包括以下步骤：（11）首先根据探测器、物体通道平面、X射线源的几何位置计算每一个探测器对物体通道平面的投影比例因子；投影比例因子定义为： （12）将经过步骤（11）得到的投影比例因子作为每一块探测板上中间位置探测器的投影比例因子； （13）根据相邻两块探测板上中间位置探测器的投影比例因子，采用线性插值方法得到它们之间所有探测器的投影比例因子；

2）计算探测器形变校正因子：针对每一个探测器，分别计算得到一个形变校正因子，形变校正因子用于对经过步骤1）获得的投影比例因子进行修正，所述计算探测器形变校正因子包括以下步骤：（21）首先选择某一个探测器投影比例因子作为参考值Z0；

（22）计算参考值Z0与各个探测器投影比例因子Zi的比值，得到各个探测器的形变校正因子Ri：根据选择参考值的不同，探测器的形变校正因子可能大于1也可能小于1；对于所选定的参考探测器，其形变校正因子为1；

3）插值放大处理：以经过步骤2）获得的探测器的形变校正因子为依据，对透射图像进行形变校正，根据形变校正因子的差异，对透射图像各像素点进行插值放大处理，得到形变校正结果图像，所述插值放大处理包括以下步骤：（31）根据各个探测器的形变校正因子，计算原始透射图像经过形变校正后的图像宽度；形变校正后图像的宽度为 ，其中N为校正前图像宽度， 为所有探测器的形变校正因子之和；

（32）计算经过步骤（31）形变校正后的图像上每一个点与插值前原始图像上点的映射关系，得到插值索引表；插值索引表共有M 项，分别对应校正后图像宽度方向上各个位置；

每个索引表项包含信息如下：该位置像素点映射到校正前图像宽度方向的相邻两点Px与Px+1，以及一个权重系数F，0≤F≤1；

（33）根据步骤（32）获得的插值索引表，采用图像插值方法得到校正后图像；校正后图像中每个位置像素值为：Px+（Px+1- Px）*F。

说明书

一种通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法

技术领域

[0001] 本发明涉及X射线安全检查应用领域，尤其涉及一种通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法。

背景技术

[0002] 在通道式X射线安全检查设备中，由于X射线源与物体通道平面、探测板三者之间的位置关系，探测板上各探测器与射线源之间的距离存在差异，导致在透射投影图像中，不同位置处探测器的投影比例不同，从而导致被检测物体的不同区域在透射成像中被缩放的程度不同，导致物体轮廓发生扭曲变形，与物体实际形状不符。具体表现为：对于同样大小的物体，放置在距离射线源较近处与放置在距离射线源较远处相比者大。由于物体图像的扭曲变形，使得安检员不容易区分物体类型，降低了安检员对于被检测物体判断的准确性。目前，在通道式X射线安全检查领域中，仍然没有解决这种图像形变的有效方法。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法，减少现有安全检查设备因为图像扭曲变形导致的漏判、误判问题，帮助安检员更加直观地辨识包裹中的物体，以解决透射图像中存在的形变问题。

[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

[0005] 一种通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法，包括以下步骤：

[0006] 1）计算探测器的投影比例因子：根据通道式X射线安全检测设备中X射线源、物体通道平面以及探测板三者之间的位置关系，计算每一块探测器板及板上各探测器的投影比例因子；

[0007] 2）计算探测器形变校正因子：针对每一个探测器，分别计算得到一个形变校正因子，形变校正因子用于对经过步骤1）获得的投影比例因子进行修正；

[0008] 3）插值放大处理：以经过步骤2）获得的探测器的形变校正因子为依据，对透射图像进行形变校正，根据形变校正因子的差异，对透射图像各像素点进行插值放大处理，得到形变校正结果图像。

[0009] 在上述通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中，在步骤1）中：所述X射线源与探测器分别位于物体通道平面的两侧；由X射线源发射的X射线穿过物体通道平面后，被位于物体通道平面另一侧的探测器所收集，并经过转化生成物体的透射图像。

[0010] 在上述通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中，在步骤1）中，计算各个探测器的投影比例因子包括以下步骤：

[0011] （1） 首先根据探测器、物体通道平面、X射线源的几何位置计算每一个探测器对物体通道平面的投影比例因子；投影比例因子定义为：

[0012]

[0013] （2）将经过步骤（1）得到的投影比例因子作为每一块探测板上中间位置探测器的投影比例因子；

[0014] （3）根据相邻两块探测板上中间位置探测器的投影比例因子，采用线性插值方法得到它们之间所有探测器的投影比例因子。

[0015] 在上述通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中，在步骤2）中，计算探测器形变校正因子包括以下步骤：

[0016] （1）首先选择某一个探测器投影比例因子作为参考值Z0；

[0017] （2）计算参考值Z0与各个探测器投影比例因子的比值，得到各个探测器的形变校正因子Ri：

[0018] 根据选择参考值的不同，探测器的形变校正因子可能大于1也可能小于1；对于所选定的参考探测器，其形变校正因子为1。

[0019] 在上述通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中，在步骤3）中，插值放大处理包括以下步骤：

[0020] （1）根据各个探测器的形变校正因子，计算原始透射图像经过形变校正后的图像宽度；形变校正后图像的宽度为 ，其中N 为校正前图像宽度，为所有探测器的形变校正因子之和；

[0021] （2）计算经过步骤（1）形变校正后的图像上每一个点与插值前原始图像上点的映射关系，得到插值索引表；插值索引表共有M 项，分别对应校正后图像宽度方向上各个位置；每个索引表项包含信息如下：该位置像素点映射到校正前图像宽度方向的相邻两点Px与Px+1，以及一个权重系数F（0≤F≤1）；

[0022] （3）根据步骤（2）获得的插值索引表，采用图像插值方法得到校正后图像；校正后图像中每个位置像素值为：Px+（Px+1-Px）*F。

[0023] 本发明的有益效果为：可以在现有通道式X射线安全检查设备的基础上，不增加任何硬件成本，仅通过本发明图像形变校正方法实现对透射图像的形变校正，减少安检员的漏判和误判。

附图说明

[0024] 下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

[0025] 图1是本发明实施例所述的通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法的流程图；

[0026] 图2是本发明实施例所述的通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中X射线源、物体通道平面以及探测板三者之间位置关系示意图；

[0027] 图3是本发明实施例所述的未采用通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法处理的图像；

[0028] 图4是图3采用通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法处理后的图像。

具体实施方式

[0029] 如图1-2所示，本发明实施例所述的一种通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法，包括以下步骤：

[0030] 1）计算探测器的投影比例因子：根据通道式X射线安全检测设备中X射线源1、物体通道平面2以及探测板3三者之间的位置关系，计算每一块探测器板3及板上各探测器的投影比例因子；

[0031] 2）计算探测器形变校正因子：针对每一个探测器，分别计算得到一个形变校正因子，形变校正因子用于对经过步骤1）获得的投影比例因子进行修正；

[0032] 3）插值放大处理：以经过步骤2）获得的探测器的形变校正因子为依据，对透射图像进行形变校正，根据形变校正因子的差异，对透射图像各像素点进行插值放大处理，得到形变校正结果图像。

[0033] 在上述通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中，在步骤1）中：所述X射线源1与探测器分别位于物体通道平面2的两侧；由X射线源1发射的X射线穿过物体通道平面2后，被位于物体通道平面2另一侧的探测器所收集，并经过转化生成物体的透射图像；

[0034] 在上述通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中，在步骤1）中，计算各个探测器的投影比例因子包括以下步骤：

[0035] （1）首先根据探测器、物体通道平面2、X射线源1的几何位置计算每一个探测器对物体通道平面2的投影比例因子；投影比例因子定义为：

[0036]

[0037] （2）将经过步骤（1）得到的投影比例因子作为每一块探测板3上中间位置探测器的投影比例因子；

[0038] （3）根据相邻两块探测板3上中间位置探测器的投影比例因子，采用线性插值方法得到它们之间所有探测器的投影比例因子。

[0039] 在上述通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中，在步骤2）中，计算探测器形变校正因子包括以下步骤：

[0040] （1）首先选择某一个探测器投影比例因子作为参考值Z0；

[0041] （2）计算参考值Z0与各个探测器投影比例因子的比值，得到各个探测器的形变校正因子Ri：

[0042] 根据选择参考值的不同，探测器的形变校正因子可能大于1也可能小于1；对于所选定的参考探测器，其形变校正因子为1。

[0043] 在上述通道式X射线安全检查设备透射图像形变校正方法中，在步骤3）中，插值放大处理包括以下步骤：

[0044] （1）根据各个探测器的形变校正因子，计算原始透射图像经过形变校正后的图像宽度；形变校正后图像的宽度为 ，其中N 为校正前图像宽度，为所有探测器的形变校正因子之和；

[0045] （2）计算经过步骤（1）形变校正后的图像上每一个点与插值前原始图像上点的映射关系，得到插值索引表；插值索引表共有M 项，分别对应校正后图像宽度方向上各个位置；每个索引表项包含信息如下：该位置像素点映射到校正前图像宽度方向的相邻两点Px与Px+1，以及一个权重系数F（0≤F≤1）；

[0046] （3）根据步骤（2）获得的插值索引表，采用图像插值方法得到校正后图像；校正后图像中每个位置像素值为：Px+（Px+1- Px）*F。

[0047] 本发明主要根据通道式X射线安全检查设备的机械结构特征，计算出X射线传输路径上各探测器的投影比例因子，并通过图像数据插值的方法，使得各探测器的投影比例因子趋于一致，从而对图像的扭曲变形进行校正。具体工作时，X射线源1发射的射线束穿过物体通道平面2后，投射到位于物体通道平面2另一侧的探测器上；探测器吸收X射线并转化为电信号；对电信号进行采样后最终得到物体的透射图像数据；假设设备探测板3上探测器个数为N，相应的透射图像宽度也为N。然后根据设备的机械设计结构图，测量得到每块探测板3的宽度及各探测器、物体通道平面2以及X射线源1之间的位置关系；根据探测器、物体通道平面2以及X射线源1之间的位置关系，计算出探测板3上各探测器所对应的投影比例因子；投影比例因子具体定义为：探测板3对应图像的宽度与到达该探测板3的射线束穿过物体通道平面2的交叉点的宽度的比值；根据各探测器的投影比例因子之间的比例关系，对透射图像数据进行插值放大，使得在插值放大后的图像中，各探测器的投影比例因子趋于相同，从而对图像的扭曲变形进行合理的校正。

[0048] 如图3-4所示，本发明应用于通道式X射线安全检查设备的形变校正。图3是一块长方形钢板在通道式X射线安全检查设备中的检测图像；由图像可见，钢板的形状在图像中存在扭曲变形，尤其表现在图3的下半部分。图4是使用本发明所提出的形变校正方法对图像数据进行校正后的结果图像，图像的扭曲变形得到了较好的校正。不增加任何硬件成本，仅通过本发明图像形变校正方法实现对透射图像的形变校正，减少安检员的漏判和误判。