中子數(shù)字成像的圖像處理技術(shù)研究.pdf

1、近代數(shù)字成像技術(shù)均離不開數(shù)字圖像處理。作為近代數(shù)字成像技術(shù)之一的中子數(shù)字成像，其數(shù)字圖像是指在中子輻照場里，中子穿透被測物質(zhì)后通過中子數(shù)字成像系統(tǒng)所獲取到的圖像。它攜帶著被測物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等信息。由于在中子成像的過程中，不可避免地會受到γ射線污染、中子散射、CCD電子噪聲等因素的影響，使得所獲取到的中子數(shù)字圖像會發(fā)生降質(zhì)，如噪聲嚴(yán)重、細(xì)節(jié)模糊等，不利于分析、判別被測物質(zhì)的內(nèi)部信息。 有鑒于此，本論文研究工作致力于研究適合于中子數(shù)

2、字圖像的去噪聲、去模糊等圖像處理技術(shù)，以便能夠獲取關(guān)于物質(zhì)內(nèi)部的更多的信息，豐富中子數(shù)字成像無損檢測技術(shù)的研究內(nèi)容。為此，論文在理解中子成像原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了引起中子數(shù)字圖像降質(zhì)的主要因素。在此基礎(chǔ)上，指出了中子數(shù)字圖像降質(zhì)的原因主要可以歸結(jié)為多種噪聲的污染和空間模糊，并由此圍繞降質(zhì)原因展開論文研究工作。 在去噪聲方面，研究了一些傳統(tǒng)的去噪方法，由于傳統(tǒng)的去噪方法的局限性，于是引入小波變換。整個去噪研究幾乎都集中在小波域里

3、進(jìn)行。首先分析了不同的隨機(jī)噪聲在小波域里的統(tǒng)計特征和在小波變換的不同尺度下的特性。由于小波變換的特點，平穩(wěn)的隨機(jī)白噪聲在小波域里可以看成近似服從高斯分布的隨機(jī)噪聲來去噪，基于此，選擇了小波閾值萎縮去噪方法并對幾種閾值進(jìn)行了分析和比較，最后通過實驗結(jié)果確定出去除中子數(shù)字圖像噪聲的最適合的閾值類型。這也為中子數(shù)字圖像在噪聲水平較大的情況下反卷積去模糊提供了基礎(chǔ)。 在去模糊方面，由于模糊的原因主要是空間模糊，即是由點擴(kuò)展引起的，所以重

4、點集中在反卷積上。首先分析了一些典型的反卷積去模糊的方法，如逆濾波、維納濾波復(fù)原方法。由于這些方法必須要求準(zhǔn)確知道引起圖像模糊的點擴(kuò)展函數(shù)，而實際得到的模糊中子數(shù)字圖像的點擴(kuò)展函數(shù)非常復(fù)雜，一般都是未知的，所以限制這些方法在中子數(shù)字圖像復(fù)原中的應(yīng)用，基于此，引入Richardson-Lucy算法并通過交替迭代同時進(jìn)行原始圖像和點擴(kuò)展函數(shù)的估計，避免了必須事先知道點擴(kuò)展函數(shù)這一難點。然而，當(dāng)中子數(shù)字圖像含有較高水平的噪聲時，噪聲在圖像復(fù)原

5、過程中會被放大。針對這一問題，論文將小波閾值去噪方法引入圖像的去模糊之中，將小波變換同Richardson-Lucy圖像復(fù)原結(jié)合起來，即在小波變換后的高頻子帶致力于去噪處理，而在低頻子帶則運用Richardson-Lucy算法進(jìn)行去模糊，然后將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過小波反變換重建圖像便得到復(fù)原出來的圖像。這樣，所得到的圖像對噪聲有很大程度的抑制作用，使得中子數(shù)字圖像復(fù)原效果較好。 最后，論文給出了中子數(shù)字圖像處理軟件的功能模塊，以及所