X射线透照图像与被检对象几何尺寸和密度信息重建研究

论文摘要

安检设备目前已发展成熟,被广泛应用于机场、铁路、码头、公路等重要交通场所,邮政、大型会议、特殊部门等需要安全检查的场所。它给我们的生活提供了更多的安全保障。传统x射线安检仪采用x射线透射物体成像技术,对获取的原始图像数据进行数字化图像处理,并由物质分类实验建立的分类区域设定分类阈值,界定有机物、无机物、混合物,进一步分辨出危险品。这种设备成像技术先进,能对危险品进行有效的识别,但随着科技的进步,各种功能更加强大、识别能力更加精确的安检设备逐渐出现。有效原子序数和物质属性特征值R的获得,已不能满足当前安全检查的要求。因此,我们要对传统的安检仪进行进一步研究,获取更多被检物体的关键信息,以应对新技术的冲击。本文以东北大学地泰检测设备有限公司生产的DTSCAN6550为研究对象。首先对目前安检领域的各种设备和先进技术做了简要介绍；接着概述了X射线探测技术的基本原理和几种常见的X射线探测系统；下一章开始重点部分,即通过边缘检测算子提取边缘特征,并结合探测器接收原理及物体成像原理,计算被检对象的外部几何尺寸,其中计算过程采用Matlab和Mathcad来实现；然后根据实验数据计算常见物质及危险品的质量吸收系数,在几何尺寸计算的基础上,获得X射线透射厚度,进而根据公式获得密度值,更加准确的判断物质属性；定义密度信息特征值,构建密度信息数据库；最后对研究内容进行总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外安检设备发展现状
• 1.2.1 国内发展现状
• 1.2.2 国外先进技术
• 1.3 研究的局限性及假设
• 1.4 研究内容及论文结构
• 第2章 X射线探测技术的基本原理
• 2.1 X射线的产生及X射线谱
• 2.1.1 X射线产生原理
• 2.1.2 X射线发射谱
• 2.1.3 单色X射线和多色X射线
• 2.2 X射线的物理性质
• 2.2.1 波动性
• 2.2.2 粒子性
• 2.3 X射线与物质的相互作用
• 2.3.1 光电效应
• 2.3.2 康普顿散射
• 2.3.3 X射线透射
• 2.4 X射线探测技术
• 2.4.1 X射线探测器
• 2.4.2 X射线探测原理
• 2.4.3 几种X射线探测系统
• 第3章 被检对象几何尺寸识别
• 3.1 实验平台介绍
• 3.2 数字图像采集及处理
• 3.2.1 数字图像采集
• 3.2.2 数字图像边缘提取
• 3.2.3 图像处理结果比较
• 3.3 被检对象尺寸识别
• 3.3.1 长度识别
• 3.3.2 截面尺寸识别
• 3.4 误差分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 被检对象密度信息研究
• 4.1 透照图像中重叠效应的去除
• 4.1.1 问题简化
• 4.1.2 数学模型
• 4.1.3 实验验证
• 4.2 X射线技术物质识别方法
• 4.2.1 有效原子序数
• 4.2.2 密度信息
• 4.3 被检对象密度值计算
• 4.3.1 质量吸收系数的测定
• 4.3.2 建立参数表
• 4.3.3 透射厚度计算
• 4.3.4 实验验证
• 4.4 被检对象密度特征值计算
• 4.4.1 构建密度特征值数据库
• 4.4.2 实验验证
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢