[发明专利]一种用于X射线光栅相位衬度成像的背景扣除方法有效

专利信息
申请号: 201510012249.9 申请日: 2015-01-09
公开(公告)号: CN104535595B 公开(公告)日: 2017-05-31
发明(设计)人: 王圣浩;吴自玉;张灿;杨萌;韩华杰;高昆;王志立 申请(专利权)人: 中国科学技术大学
主分类号: G01N23/04 分类号: G01N23/04;G06F19/00;G06T7/00
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司11021 代理人: 宋焰琴
地址: 230026 安*** 国省代码: 安徽;34
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摘要: 本发明公开了一种用于X射线光栅相位衬度成像的背景扣除方法,成像系统包括X光机(1)、源光栅(2)、分束光栅(3)、样品室(4)、分析光栅(5)和X射线探测器(6)。本发明利用相位步进法采集到的图像,通过循环移动样品图像和背景图像的顺序,而使各像素的初始相位远离相位跳变区,从而可以使样品产生的相位没有跨过跳变区,进而可以避免相位纠缠现象的发生。同时基于本发明专利的背景扣除方法可以灵活调节相位测量的范围,如调节为(‑π+3,π+3],而传统方法的相位测量范围是固定在(‑π,π]区间内的,本发明专利因此可以在某些应用情况下获得优势。
搜索关键词: 一种 用于 射线 光栅 相位 成像 背景 扣除 方法
【主权项】:
一种用于X射线光栅相位衬度成像的背景扣除方法,应用于X射线相位衬度成像系统,该系统包括X光机(1)、源光栅(2)、分束光栅(3)、样品室(4)、分析光栅(5)和X射线探测器(6),其特征在于,包括如下步骤:S1、在垂直于光路的横向平面上,沿垂直于分析光栅栅条的方向上使分析光栅在一个光栅周期内逐步移动,在原始位置和每步移动后的位置均分别采集样品图像和背景图像,得到的样品图像记为Sj,得到的背景图像记为Bj,所述采集样品图像或背景图像的数量为M,j表示图像序号并有j=0,1,……,M‑1;S2、利用如下公式计算所述样品图像和背景图像的折射角矩阵Φ:其中(x,y)是所述样品图像或背景图像的像素坐标,是折射角矩阵Φ的元素,表示像素坐标(x,y)处的折射角,d为所述分析光栅的周期,zT是样品和分析光栅之间的距离,k是整数,Ik(x,y)代表所述像素坐标(x,y)处图像的灰度值,简写为Ik,arg[]表示对[]中的复数求复角运算,其中:当I0,I1,…,IM‑1分别为样品图像S0,S1,…,SM‑1的像素的灰度值时,得到样品图像的折射角矩阵其内部元素为当I0,I1,…,IM‑1分别为背景图像B0,B1,…,BM‑1的像素的灰度值时,得到背景图像的折射角矩阵其内部元素为当I0,I1,…,IM‑1分别为样品图像SM‑1,S0,S1,…,SM‑2的像素的灰度值时,得到样品图像的折射角矩阵其内部元素为当I0,I1,…,IM‑1分别为背景图像BM‑1,B0,B1,…,BM‑2的像素的灰度值时,得到背景图像的折射角矩阵其内部元素为……;当I0,I1,…,IM‑1分别为样品图像S1,S2,…,SM‑1,S0的像素的灰度值时,得到样品图像的折射角矩阵其内部元素为当I0,I1,…,IM‑1分别为背景图像B1,B2,…,BM‑1,B0的像素的灰度值时,得到背景图像的折射角矩阵其内部元素为S3、对于背影图像的折射角矩阵中像素坐标(1,1)的各元素比较其绝对值的大小,取其中绝对值最小的元素的从而确定其对应的样品图像的折射角矩阵中的元素i为自然数且不大于M,通过公式计算得到扣除背景后的样品图像的像素坐标(1,1)处的折射角S4、对背景图像和样品图像中的每一个像素(x,y),重复步骤S3,从而得到样品的折射角矩阵Φi的每一个元素
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