專利名稱：單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色圖像處理中的偽彩配色技術(shù)，具體是一種單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展的不均衡，人員流動成為常態(tài)，因而也帶來了安全方面的問題。X光射線透射成像安全檢查作為車站、碼頭、機場的常規(guī)手段得到了廣泛的使用。當(dāng)前 X光射線透射成像安全檢查系統(tǒng)設(shè)備性價比高，并且醫(yī)學(xué)實驗結(jié)果表明在合理的安全防護措施下可保證安檢人員及包裹內(nèi)物品的安全。單源偽雙能探測器是X光射線透射成像安全檢查系統(tǒng)設(shè)備的核心部件。它在高低能探測器之間加銅片濾除低能光譜。沿著X線光路方向，它在銅片前端放置僅對低能X光子具有較高的轉(zhuǎn)換效率的低能探測器，在銅片后端放置對所有能譜均有較高的轉(zhuǎn)換效率的高能探測器。通過這種方式獲取高低能信號的方式與真正的雙能系統(tǒng)不同，因而被稱為單源偽雙能探測器。通過對雙能探測器采集的數(shù)據(jù)進行成像即可得到安檢設(shè)備的透射圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過偽彩處理，可在處理結(jié)果中觀察到灰度圖像中無法直接察覺的信息， 增強配色后人眼對安檢透射圖像內(nèi)容的辨別能力，使得最終配色結(jié)果更加通透，降低安檢人員的視覺疲勞，為安檢人員發(fā)現(xiàn)危險品與可疑品提供幫助。為實現(xiàn)以上目標，本發(fā)明包括以下步驟(1)對采集的高低能信號進行增強處理應(yīng)用局部統(tǒng)計模型對采集得到的高低能信號進行增強，抑制偽雙能探測器的噪聲，以提高圖像信噪比。(2)用于隸屬度劃分的隸屬度向量計算方法結(jié)合高低能數(shù)據(jù)計算等效物質(zhì)屬性值R，通過采用EM算法實現(xiàn)穩(wěn)健的混合高斯隸屬度模型構(gòu)建。通過建立的模型對單源偽雙能探測器采集的每個數(shù)據(jù)點進行隸屬度計算。(3)用于飽和度調(diào)整與亮度調(diào)整的非線性映射方法對每個類別內(nèi)的數(shù)據(jù)通過非線性變換映射函數(shù)進行飽和度調(diào)整與亮度調(diào)整實現(xiàn)偽彩調(diào)色。(4)隸屬度色彩融合根據(jù)步驟( 計算所得隸屬度值進行色彩融合，得到單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色結(jié)果。本配色方法的思想是，采用HSV色彩模型，應(yīng)用局部統(tǒng)計模型對采集得到的高低能信號進行增強，采用EM算法進行混合高斯隸屬度計算，對每個類別內(nèi)的數(shù)據(jù)通過非線性變換映射函數(shù)進行飽和度調(diào)整與亮度調(diào)整使得顏色更加通透并使得最終配色結(jié)果中觀察到原始數(shù)據(jù)中無法直接看到的信息。最終根據(jù)隸屬度值進行色彩融合，得到單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色結(jié)果。由于透射圖像是灰度圖像，人類的視覺系統(tǒng)分辨色彩的能力遠高于分辨灰度級的能力。因而采用偽彩方法可以為安檢人員發(fā)現(xiàn)危險品與可疑品提供幫助。但是由單源偽雙能探測器獲得的高低能數(shù)據(jù)并不是來自于真正的高低能射線源，因而根據(jù)采集的高低能值計算的物質(zhì)屬性R值是一種等效值。該等效R值的物理計算公式為 其中4 =i廣d，il =/(^1^，、表示出射強度，d為X射線方向的物體厚度， μ H和μ [為同種物質(zhì)在高能和低能X射線下的線性吸收系數(shù)。


圖1是本發(fā)明的流程圖。圖2是橙色與藍色的非線性映射圖。圖3是綠色的非線性映射圖。圖4是偽彩配色前的灰度圖。圖5說明經(jīng)過偽彩配色可在處理結(jié)果中觀察到灰度圖像中無法直接察覺的信息 (右側(cè)黑塊中可以觀察到圓形物體，這在灰度圖上無法直接觀察到)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。步驟一對采集的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)進行增強通過對透射物體衰減后的X射線能量值采集后，取3 X 3的鄰域，N代表鄰域R 內(nèi)的像素個數(shù)(3X3的鄰域內(nèi)N為8)，用Axi,」刻畫去噪分量，Δχ' μ刻畫銳化分量，像素Xy經(jīng)局部統(tǒng)計模型增強后的結(jié)yy可表示為
權(quán)利要求
1.單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，步驟是對單源偽雙能探測器采集的每個數(shù)據(jù)點，對應(yīng)地先分別采集高能探測器和低能探測器的高低能信號；再依據(jù)該高低能信號進行配色處理，其特征在于該處理步驟包括1)對采集的高低能信號進行增強處理；2)計算每個數(shù)據(jù)點的隸屬度結(jié)合高低能數(shù)據(jù)計算等效物質(zhì)屬性值R，通過采用EM算法實現(xiàn)穩(wěn)健的混合高斯隸屬度模型構(gòu)建；通過建立的隸屬度模型對每個數(shù)據(jù)點進行隸屬度計算；隸屬度區(qū)分的隸屬類別是無機物、混合物以及有機物；3)對每個類別內(nèi)的數(shù)據(jù)，調(diào)整對比度和亮度對每個類別內(nèi)的數(shù)據(jù)通過非線性變換映射函數(shù)進行飽和度調(diào)整與亮度調(diào)整實現(xiàn)偽彩調(diào)色；4)隸屬度色彩融合根據(jù)隸屬度值進行色彩融合，得到單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，其特征在于步驟1)中，應(yīng)用局部統(tǒng)計模型對采集得到的高低能信號進行增強，像素Xy經(jīng)局部統(tǒng)計模型增強后的結(jié)yy表示為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法其特征在于采用3X3鄰域，3X3的鄰域內(nèi)N為8 ;α值設(shè)置范圍為55 65。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法其特征在于所述步驟2、的過程包括隸屬度模型構(gòu)建、逐個像素隸屬度計算，具體步驟包括21)記t = 0次迭代中ptog = Pai = PFe = 1/3。通過對已知樣品包裹通過安檢機后得到的成像數(shù)據(jù)進行手工類別標注，可以計算得到標注數(shù)據(jù)中有機物、混合物、無機物的R值均值y0rg，μ α ' μ Fe及R值方差σ物質(zhì)的估計參數(shù)θ (°)，簡記為將以上參數(shù)值作為t = 0次迭代時三類
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，其特征在于在步驟中，閾值的設(shè)置范圍為0. 0001 0. 001。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，其特征在于在步驟幻中，先對采集到的每個數(shù)據(jù)點進行歸一化對數(shù)變換，計算公式為mormLogV = log (x+1)/log (3951)；再進行配色；在配色過程中，對藍色與橙色采用如下公式進行非線性映射
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，其特征在于在步驟幻中，將每一種顏色分為三類對于藍色，分為深藍，中藍，淺藍；藍色色度H值分別設(shè)為213，217，221，藍色飽和度S 采用NaLEOB的值；藍色亮度V值取normLogV值；對于橙色，分為深橙，中橙，淺橙；橙色色度H值分為設(shè)為21，25，30，橙色飽和度S采用 NaLEOB的值；橙色亮度V值取normLogV值；對于綠色，分為深綠，中綠，淺綠；綠色色度H值分為設(shè)為115，126，140，綠色飽和度S 采用NaLEG的值；綠色亮度V值取normLogV值；對于超過滿度值的量即超過3950，記為黑色；低于本底值的量即低于20，記為白色。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，其特征在于在步驟4)中，在根據(jù)隸屬度進行色彩融合，先將HSV顏色空間轉(zhuǎn)換為RGB顏色空間，然后在 RGB顏色空間內(nèi)根據(jù)隸屬度向量進行偽彩計算。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，其特征在于步驟4)的步驟包括41)計算每一個待配色位置的歸一化隸屬度向量(P g，Pgrem，PblJ；42)將步驟3)中得到的藍色、綠色、橙色分量由HSV空間轉(zhuǎn)換為RGB空間，轉(zhuǎn)換公式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單源偽雙能探測器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，包括用于提高采集數(shù)據(jù)信噪比的信號增強處理、用于隸屬度劃分的自動分類計算方法、用于飽和度調(diào)整與亮度調(diào)整的非線性映射方法、隸屬度色彩融合。本發(fā)明能有效抑制單源偽雙能探測器的噪聲。通過偽彩處理，可在處理結(jié)果中觀察到灰度圖像中無法直接察覺的信息，取得了良好的偽彩配色視覺效果。為安檢人員發(fā)現(xiàn)危險品與可疑品提供幫助。
文檔編號G06T5/00GK102385745SQ20111020334
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者章品正 申請人:東南大學(xué)