專利名稱：?jiǎn)卧磦坞p能探測(cè)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(cè)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(jì)的發(fā)展的不均衡，人員流動(dòng)成為常態(tài)，因而也帶來(lái)了安全方面的問(wèn)題。X光射線透射成像安全檢查作為車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)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(jià)比高，并且醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在合理的安全防護(hù)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(cè)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(cè)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(duì)低能X光子具有較高的轉(zhuǎn)換效率的低能探測(cè)器，在銅片后端放置對(duì)所有能譜均有較高的轉(zhuǎn)換效率的高能探測(cè)器。通過(guò)這種方式獲取高低能信號(hào)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(cè)器。通過(guò)對(duì)雙能探測(cè)器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)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(guò)偽彩處理，可在處理結(jié)果中觀察到灰度圖像中無(wú)法直接察覺(jué)的信息， 增強(qiáng)配色后人眼對(duì)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(jué)疲勞，為安檢人員發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)品與可疑品提供幫助。為實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，本發(fā)明包括以下步驟(1)對(duì)采集的高低能信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)處理應(yīng)用局部統(tǒng)計(jì)模型對(duì)采集得到的高低能信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，抑制偽雙能探測(cè)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(jì)算方法結(jié)合高低能數(shù)據(jù)計(jì)算等效物質(zhì)屬性值R，通過(guò)采用EM算法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的混合高斯隸屬度模型構(gòu)建。通過(guò)建立的模型對(duì)單源偽雙能探測(cè)器采集的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行隸屬度計(jì)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(duì)每個(gè)類別內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)非線性變換映射函數(shù)進(jìn)行飽和度調(diào)整與亮度調(diào)整實(shí)現(xiàn)偽彩調(diào)色。(4)隸屬度色彩融合根據(jù)步驟( 計(jì)算所得隸屬度值進(jìn)行色彩融合，得到單源偽雙能探測(cè)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(jì)模型對(duì)采集得到的高低能信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，采用EM算法進(jìn)行混合高斯隸屬度計(jì)算，對(duì)每個(gè)類別內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)非線性變換映射函數(shù)進(jìn)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(wú)法直接看到的信息。最終根據(jù)隸屬度值進(jìn)行色彩融合，得到單源偽雙能探測(cè)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(jué)系統(tǒng)分辨色彩的能力遠(yuǎn)高于分辨灰度級(jí)的能力。因而采用偽彩方法可以為安檢人員發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)品與可疑品提供幫助。但是由單源偽雙能探測(cè)器獲得的高低能數(shù)據(jù)并不是來(lái)自于真正的高低能射線源，因而根據(jù)采集的高低能值計(jì)算的物質(zhì)屬性R值是一種等效值。該等效R值的物理計(jì)算公式為 其中4 =i廣d，il =/(^1^，、表示出射強(qiáng)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(lán)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(shuō)明經(jīng)過(guò)偽彩配色可在處理結(jié)果中觀察到灰度圖像中無(wú)法直接察覺(jué)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(wú)法直接觀察到)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。步驟一對(duì)采集的單源偽雙能探測(cè)器安檢數(shù)據(jù)進(jìn)行增強(qiáng)通過(guò)對(duì)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(gè)數(shù)(3X3的鄰域內(nèi)N為8)，用Axi,」刻畫(huà)去噪分量，Δχ' μ刻畫(huà)銳化分量，像素Xy經(jīng)局部統(tǒng)計(jì)模型增強(qiáng)后的結(jié)yy可表示為
權(quán)利要求
1.單源偽雙能探測(cè)器安檢數(shù)據(jù)的偽彩配色方法，步驟是對(duì)單源偽雙能探測(cè)器采集的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)地先分別采集高能探測(cè)器和低能探測(cè)器的高低能信號(hào)；再依據(jù)該高低能信號(hào)進(jìn)行配色處理，其特征在于該處理步驟包括1)對(duì)采集的高低能信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)處理；2)計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的隸屬度結(jié)合高低能數(shù)據(jù)計(jì)算等效物質(zhì)屬性值R，通過(guò)采用EM算法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的混合高斯隸屬度模型構(gòu)建；通過(guò)建立的隸屬度模型對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行隸屬度計(jì)算；隸屬度區(qū)分的隸屬類別是無(wú)機(jī)物、混合物以及有機(jī)物；3)對(duì)每個(gè)類別內(nèi)的數(shù)據(jù)，調(diào)整對(duì)比度和亮度對(duì)每個(gè)類別內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)非線性變換映射函數(shù)進(jìn)行飽和度調(diào)整與亮度調(diào)整實(shí)現(xiàn)偽彩調(diào)色；4)隸屬度色彩融合根據(jù)隸屬度值進(jìn)行色彩融合，得到單源偽雙能探測(cè)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(cè)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(jì)模型對(duì)采集得到的高低能信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，像素Xy經(jīng)局部統(tǒng)計(jì)模型增強(qiáng)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(cè)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(cè)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(guò)程包括隸屬度模型構(gòu)建、逐個(gè)像素隸屬度計(jì)算，具體步驟包括21)記t = 0次迭代中ptog = Pai = PFe = 1/3。通過(guò)對(duì)已知樣品包裹通過(guò)安檢機(jī)后得到的成像數(shù)據(jù)進(jìn)行手工類別標(biāo)注，可以計(jì)算得到標(biāo)注數(shù)據(jù)中有機(jī)物、混合物、無(wú)機(jī)物的R值均值y0rg，μ α ' μ Fe及R值方差σ物質(zhì)的估計(jì)參數(shù)θ (°)，簡(jiǎn)記為將以上參數(shù)值作為t = 0次迭代時(shí)三類
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單源偽雙能探測(cè)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(cè)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(duì)采集到的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行歸一化對(duì)數(shù)變換，計(jì)算公式為mormLogV = log (x+1)/log (3951)；再進(jìn)行配色；在配色過(guò)程中，對(duì)藍(lán)色與橙色采用如下公式進(jìn)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(cè)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(duì)于藍(lán)色，分為深藍(lán)，中藍(lán)，淺藍(lán)；藍(lán)色色度H值分別設(shè)為213，217，221，藍(lán)色飽和度S 采用NaLEOB的值；藍(lán)色亮度V值取normLogV值；對(duì)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(duì)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(duì)于超過(guò)滿度值的量即超過(guò)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(cè)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(jìn)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(jìn)行偽彩計(jì)算。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單源偽雙能探測(cè)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(jì)算每一個(gè)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(lán)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(kāi)了一種單源偽雙能探測(cè)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(hào)增強(qiáng)處理、用于隸屬度劃分的自動(dòng)分類計(jì)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(cè)器的噪聲。通過(guò)偽彩處理，可在處理結(jié)果中觀察到灰度圖像中無(wú)法直接察覺(jué)的信息，取得了良好的偽彩配色視覺(jué)效果。為安檢人員發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)品與可疑品提供幫助。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102385745SQ20111020334
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)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(qǐng)人:東南大學(xué)