[发明专利]一种X射线线阵探测器校正与滤波方法

权利要求书

1.一种X射线线阵探测器校正与滤波方法，包括下列步骤：

(1)利用X射线线阵探测器采集数据；

(2)建立两点校正模型；

(3)建立求解补偿增益因子和补偿偏置因子模型；

(4)半隐式差分格式的建立：设I:R²→R代表一幅灰度图像，其中I(x,y)是像素点(x,y)处的灰度值，引入时间参数t，则图像演化过程表示如下：

u(x,y,0)＝I(x,y)

其中表示图像u对时间t的一阶导数，F表示针对不同的图像处理过程所给出的偏微分算子，将原始图像I看作初始条件，这样，此微分方程的解u(x,y,t)就是在时间参数t下处理后的图像，这就是偏微分方程的思想，由于热传导方程各向同性线性扩散所产生的缺点，即会使图像边缘模糊，为了达到去噪同时保护图像边缘信息的目的，使用P-M方程：

其中，div是散度算子，是梯度算子，I(x,y)为原始图像，是一个平滑的非增函数，称为扩散系数，半隐式差分格式所得到的方程组是线性的，这就使得数值计算比非线性方程组简单了许多，并且也是绝对稳定的；采用半隐式方案：

其中，p₁ p₂ p₃ p₄是s的四邻点，Γ_s表示以s为中心的四邻点集合：

此外，

g的代数表达式即边缘函数采用下面的形式：

其中，k是可调参数，又称反差参数，可以控制g随r变化速度的快慢，具体半隐式格式表示如下：

式中，τ表示时间步长，g采用“半点”离散格式，即用在n层数据两个相邻整点值来求平均值，得到的结果来近似它在“半点”上的值，表达如下：

用矩阵形式表示如下：

进一步推导：

uⁿ⁺¹＝(I-τ·Aⁿ)^-1uⁿ

式中uⁿ⁺¹和uⁿ表示在n+1和n时刻的图像矢量，是M×N维列矢量；Aⁿ表示MN×MN维矩阵，I表示MN×MN维单位矩阵，矩阵Aⁿ的元素为

(5)其中，k是可调参数，又称反差参数，用于在计算g的代数表达式即边缘函数控制g随r变化速度的快慢，k∈Γ_s表示该可调参数的取值范围为四邻点集合_Γs时进行求和操作；对半隐式偏微分方程进行迭代求解；

(6)将校正与滤波后的数据组成图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步骤进一步包括:当X射线穿透被测工件到达X射线线阵探测器后，就携带了物体内部的信息，X射线线阵探测器的感光元件是按行排列的，对携带了物体内部信息的X光信号采用逐行扫描的方式对其接收，并经过转换器转换为电信号，该信号在标准化后经过以太网传输到计算机上，计算机将这些行数据按顺序重新排列成整幅图像，为了完整地得到图像，需要使被测工件通过X射线成像区域的速度与X射线线阵探测器的积分时间相一致，即传送带的速度V与X射线线阵探测器的扫描速度相匹配，应符合公式：

式中：V为传送带移动速度，D为像素间隔，N为像素合并个数，T为积分时间，M为放大倍数，由于X射线线阵探测器的接收区域为一条狭长的细缝，需要调整角度和位置，使X射线光源、被测物体及X射线线阵探测器的接收区域在一条直线上，即可得到较完整的图像。