[发明专利]一种适用于中子层析成像系统的旋转轴线偏摆角的误差补偿方法

摘要

本发明公开了一种中子层析成像旋转轴线偏摆角的误差补偿方法，本方法是基于平行束中子射线的投影几何对称性原理，将样品360度旋转范围内的投影数据进行叠加获得具有唯一对称轴的合成投影图像，合成投影图像的对称轴即为样品旋转轴线的投影线；进一步统计出合成投影图像的像素值梯度角直方图，该直方图分布为一偶函数。求取该偶函数的对称中心，该对称中心位置对应的梯度角即为旋转轴线的偏摆角。将测量所得的偏摆角作为修正参数引入到重建算法中，即可实现对旋转轴线偏摆角的误差补偿，从而保证样品各重建断层清晰度的一致，有效提高重建精度。

主权项

一种适用于中子层析成像系统的旋转轴线偏摆角的误差补偿方法，其特征在于包括有下列步骤：步骤一、样品投影信息的获取；将投影图Pⁿ分割后的投影图记为分割投影图分割投影图与投影图Pⁿ的宽度和高度是相等的，第n个分割投影图内任意一点的投影数据记为那么Ostu阈值分割可表示为：表示第n个分割投影图的第i行第j列的采样点投影值；pⁿ(x_i,y_j)表示探测器采集到的第n个投影图Pⁿ的第i行第j列的采样点投影值；TValue为基于类间方差最小准则获取的最优分割阈值；所述步骤二、合成投影图的获取；将所有分割投影图叠加，则获得另一幅二维投影图像，该二维投影图像即为上述的合成投影图像P^ave，P^ave内的任意一个投影值p(x_i,y_j)的计算式为：其中n＝1,2,3......M，M表示样品在360度旋转范围内的投影总数目。所述步骤三、获取梯度角及梯度角直方图；求取合成投影P^ave的所有像素点的梯度角，P^ave内任意投影值p(x_i,y_j)梯度角 β(x_i,y_j)的计算公式如下：其中，表示任意投影值p(x_i,y_j)在X_d轴方向的梯度值，表示任意投影值p(x_i,y_j)在Y_d轴方向的梯度值。β表示任意像素的梯度角，x_i为探测器坐标系X_d轴上的变量，y_j为探测器坐标系Y_d轴上的变量。统计所有像素点的梯度角的直方图，梯度角直方图的计算式如下：其中F(β)表示直方图函数，该函数自变量为像素点的梯度角β，w表示合成投影图像P^ave的宽度，h表示合成投影图像P^ave的高度，n(β)表示梯度角等于β的像素点的个数。步骤四、获取旋转轴线偏摆角；求取梯度角直方图函数F(β)的中心点坐标β₀，该坐标即为旋转轴投影线41与X_d轴的夹角α，计算公式如下：步骤五、旋转轴线偏摆角误差补偿；将计算出的旋转轴投影线41与X_d轴的夹角α作为修正参数引入到中子层析成像系统的重建算法中，即可实现对旋转轴线偏摆角的误差补偿。