[发明专利]X射线吸收边探测信号增强方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种X射线吸收边探测信号增强方法，其特征在于，包括：

获取由X射线透射的材料的理论衰减系数函数的曲线中的理论吸收边能量，所述材料具有吸收边效应，所述理论衰减系数函数为不考虑所述X射线的能谱对衰减的影响时材料的衰减系数随所述X射线的能量变化的函数，所述理论吸收边能量表示所述理论衰减系数函数的曲线上吸收边效应对应的X射线的能量；

根据所述理论吸收边能量获得多个备选探测能段；

对于所述多个备选探测能段中的各个备选探测能段，根据所述理论衰减系数函数和所述X射线的能谱函数计算探测信号质量指标，所述探测信号质量指标用于表示探测能量在所述各个备选探测能段的X射线经所述材料衰减后得到的X射线的信号质量；

根据与所述各个备选探测能段对应的所述探测信号质量指标从所述多个备选探测能段中选择增强探测能段以获得增强的X射线吸收边探测信号；

所述备选探测能段包括左能段和右能段，所述左能段在所述曲线中的所述理论吸收边能量的左侧，所述右能段在所述曲线中的所述理论吸收边能量的右侧；

所述根据所述理论衰减系数函数和所述X射线的能谱函数计算探测信号质量指标，包括：

根据所述理论衰减系数函数和所述X射线的能谱函数获得左入射X射线经所述材料衰减所遵循的衰减规律中的左等效衰减系数，所述左入射X射线的能量在所述左能段中；

根据所述理论衰减系数函数和所述X射线的能谱函数获得右入射X射线经所述材料衰减所遵循的衰减规律中的右等效衰减系数，所述右入射X射线的能量在所述右能段中；

根据所述左等效衰减系数、所述右等效衰减系数和所述X射线的能谱函数计算所述探测信号质量指标，所述探测信号质量指标用于表示探测所述左入射X射线和所述右入射X射线经所述材料衰减后得到X射线的信号质量；

所述根据所述左等效衰减系数、所述右等效衰减系数和所述X射线的能谱函数计算所述探测信号质量指标，包括：

根据所述左等效衰减系数和所述右等效衰减系数获得所述材料对于所述左入射X射线和所述右入射X射线的衰减特性的差异；

根据所述X射线的能谱函数、所述左等效衰减系数和所述右等效衰减系数获得探测噪声对于所述衰减特性的影响程度；

根据所述衰减特性的差异和所述影响程度计算所述探测信号质量指标；

所述根据所述X射线的能谱函数、所述左等效衰减系数和所述右等效衰减系数获得探测噪声对于所述衰减特性的影响程度，包括：

根据所述X射线的能谱函数、所述左等效衰减系数和所述右等效衰减系数计算所述材料对于所述左入射X射线的左衰减特性的均值与所述材料对于所述右入射X射线的右衰减特性的均值之间的均值差，其中，所述左衰减特性为与所述左入射X射线的统计分布和所述探测噪声相关的随机变量，所述右衰减特性为与所述右入射X射线的统计分布和所述探测噪声相关的随机变量；

根据所述X射线的能谱函数、所述左等效衰减系数和所述右等效衰减系数计算所述左衰减特性与所述右衰减特性的平均方差；

根据所述均值差和所述平均方差计算所述影响程度；

所述根据所述衰减特性的差异和所述影响程度计算所述探测信号质量指标，包括：

计算表示所述衰减特性的差异的值和表示所述影响程度的值的比值，获得所述探测信号质量指标，其中，所述探测信号质量指标Q表示为：

式中，ΔA为所述表示所述衰减特性的差异的值，N为所述表示所述影响程度的值，A^R表示所述右衰减特性，A^L表示所述左衰减特性，表示所述右衰减特性的均值，表示所述左衰减特性的均值，V_M表示所述左衰减特性与所述右衰减特性的平均方差，μ_e(B^R)为所述右等效衰减系数，μ_e(B^L)为所述左等效衰减系数，ρ为物质密度，d为经过透射X射线的物质厚度，ρd为经过透射X射线的物质质量厚度，I_0,M^R为能量在右能段、强度为I₀^R的入射X射线泊松分布的均值，I_0,M^L为能量在左能段、强度为I₀^L的入射X射线泊松分布的均值。