復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的X射線序列圖像融合技術(shù)研究.pdf

1、X射線成像檢測(cè)系統(tǒng)在對(duì)具有大厚度比的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行X射線透照成像時(shí)，傳統(tǒng)的固定電壓成像模式易出現(xiàn)過曝光和欠曝光現(xiàn)象，導(dǎo)致構(gòu)件結(jié)構(gòu)信息缺失嚴(yán)重。為此，中北大學(xué)無損檢測(cè)中心提出了變電壓X射線成像技術(shù)，通過X射線檢測(cè)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制、有效信息的提取、信息融合等過程，實(shí)現(xiàn)了大厚度比復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的X射線檢測(cè)。該技術(shù)在信息融合的過程中，依據(jù)理想單能X射線假設(shè)下建立的灰度－電壓－厚度模型確定融合圖像的權(quán)值，由于X射線的多能性，其融合權(quán)值不準(zhǔn)確，需要人工

2、進(jìn)行調(diào)整，且實(shí)施復(fù)雜，對(duì)材料和系統(tǒng)物理?xiàng)l件的依賴性嚴(yán)重，這些都限制了其在工程上的應(yīng)用。
　　本論文在變電壓X射線成像技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究大厚度比復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的X射線序列圖像融合問題。在分析大厚度比復(fù)雜構(gòu)件的X射線序列圖像特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合圖像融合理論和方法，分別在空間域和變換域進(jìn)行融合，不改變現(xiàn)有X射線成像檢測(cè)系統(tǒng)硬件組成的條件下，實(shí)現(xiàn)了大厚度比復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的X射線檢測(cè)。本論文的主要研究工作如下：
　　（1）在X射線圖像最佳灰度帶

3、的基礎(chǔ)上，引入X射線曝光度的概念，對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的X射線序列圖像在空間域進(jìn)行了簡(jiǎn)單快速的融合。提出基于曝光度的直接融合法、基于曝光度和金字塔變換相結(jié)合的融合法、基于分層算法的融合法等三種空間域的X射線序列圖像的融合算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了幾種融合方法的有效性。
　　（2）針對(duì)空間域算法中出現(xiàn)的灰度偏移問題，提出基于支持度變換的X射線序列圖像的融合法。制定了基于主成分分析的低頻近似圖像的融合規(guī)則和基于局部區(qū)域能量的支持度序列圖像的融合規(guī)則

4、。為了減小源序列圖像中偽邊緣對(duì)融合結(jié)果的影響，對(duì)偽邊緣進(jìn)行了檢測(cè)和預(yù)處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與空間域的圖像融合算法相比，融合結(jié)果不會(huì)出現(xiàn)灰度偏移的問題，噪聲小，融合效果更佳。
　?。?）為了實(shí)現(xiàn)對(duì)包含較多細(xì)小細(xì)節(jié)的大厚度比復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的X射線序列圖像的融合，提出基于無下采樣Contourlet變換（NSCT）的融合法。由于NSCT具有多尺度、多方向、平移不變性、子帶圖像和源圖像大小相同等優(yōu)點(diǎn)，提出基于NSCT的X射線序列圖像融合框架，并