[发明专利]一种适用于高能X射线DR扫描系统的射线能量波动校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高能X射线DR(Digital Radiography)扫描系统射线能量波动的校正方法，可用于工业领域高能X射线数字成像、计算机断层扫描(CT-Computed Tomography)成像过程中的系统校正。

背景技术

对于基于线阵探测器高能X射线DR扫描系统，其结构如图1所示，加速器1发出的扇形射线束2穿过被扫描物体3后到达线阵列探测器4上，加速器1安装在加速器升降立柱12上，线阵列探测器4安装在探测器升降立柱42上，为了实现对被扫描物体3的整体透视，加速器1和线阵列探测器4分别沿加速器立柱12和探测器立柱42(即z方向)同步升降。扇形射线束2穿过被扫描物体3后强度发生变化，线阵列探测器4采集到射线的强度变化信息。当加速器1和线阵列探测器4同步升降时，线阵列探测器4就采集到被扫描物体3的整体透视图像，即DR图像。由图1可知，该DR图像的二维坐标系为yoz，即DR图像坐标系，见图2上的标注。

然而，对于实际的DR扫描系统，加速器1和线阵列探测器4在同步升降过程中，加速器1发出的扇束射线2的能量存在波动，表现为随机性的涨落，从而造成线阵列探测器4采集的射线强度信息也随之波动，这种射线强度的波动与被扫描物体3的结构无关，由加速器的制造工艺及硬件水平造成，属于系统误差。这种误差在最终的原始DR图像上表现为明暗相间的横条，如图2所示。这种射线能量波动造成的伪影，影响着图像的质量，对图像判读与缺陷识别造成干扰。

发明内容

本发明涉及一种适用于高能X射线DR扫描系统射线能量波动的校正方法，首先提取原始DR图像每行的参考射线强度I₀(z)，并对原始DR图像进行对数变换得到第一变换DR图像I₁(y，z)；然后对I₁(y，z)进行列平均得到一维图像数列p(z)，再利用高通滤波提取反映射线能量波动特性的高频信息p_H(z)；将第一变换DR图像I₁(y，z)与高频信息p_H(z)相减得到第二变换DR图像I₂(y，z)；最后对第二变换DR图像I₂(y，z)进行反色处理，得到最终的校正图像I_corr(y，z)。

具体的处理步骤有：

步骤一：求取原始DR图像I(y，z)中每行的参考射线强度I₀(z)；

参考射线强度I₀(z)为原始DR图像I(y，z)每行中接收到没有贯穿物体的射线强度的探测单元的输出值，一般取每行的前N个探测单元的输出值的均值，并用该均值作为该行数据的参考射线强度；

所述参考射线强度与每行探测单元的输出值的关系为所述N＝3～5，且N＜＜M，M表示线阵列探测器的探测单元总数目，N表示参考探测单元的数目，y表示在DR扫描系统坐标系下的Y轴参数，z表示在DR扫描系统坐标系下的Z轴参数，I(y，z)表示对应在DR扫描系统坐标系下的原始DR图像；

步骤二：对原始DR图像I(y，z)中的每行数据进行对数变换，得到第一变换DR图像I₁(y，z)，则对数变换表达形式为

步骤三：对步骤二获得的第一变换DR图像I₁(y，z)进行列平均得到一维图像数列M表示线阵列探测器的探测单元总数目；

步骤四：运用一维高通滤波器对步骤三获得的一维图像数列进行滤波，得到p(z)的高频成分p_H(z)；

所述一维高通滤波器中的n表示滤波器的阶次，一般取值6～9；w表示滤波器的频率变量，w_c表示滤波器截止频率，一般取w_c＝0.5w₀～0.8w₀，w₀表示Nyquist频率；

步骤五：对步骤二获得的第一变换DR图像I₁(y，z)中的各列减去步骤四获得的高频成分p_H(z)得到第二变换DR图像I₂(y，z)；