单源双能量X射线安全检查系统

论文题目: 单源双能量X射线安全检查系统

论文类型: 硕士论文

论文专业: 生物医学工程

作者: 王进

导师: 舒华忠,鲍旭东

关键词: 射线扫描系统,高低能探测器,连续能谱,有效原子序数,及判据,数据归一化处理,数字图像处理

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本篇论文着重论述了单源双能量X射线安全检查系统的透射成像、物质属性判别以及数字图像处理技术。　X射线具有穿透物体的特性,物质的组成以及物质的透射厚度对X射线的衰减程度都具有不同的影响。当X射线的入射强度相同时,经过被扫描物质的衰减后,如果射线的透射强度不一样,就意味着不同的显示灰度。闪烁晶体型的X射线探测器具有较高的X射线探测效率,将探测器阵列组合成L型,使得成像范围能够覆盖整个行李包裹传送通道。由于各个探测点的制造工艺以及所在位置的不一样,就会造成同一种物质同一厚度在不同的探测点所测出的射线透射强度不一致,所以在显示图像前必须进行归一化处理,使得同种物质相同厚度的图像具有相同的灰度值。　实验中所用的X射线源发出的是连续能谱的X射线,探测器是双能量探测器。高低能探测器对各个X射线能谱的吸收效率不同,分别对应着高低能量的X射线透射强度。利用X射线高低能计算出R值,R值对应着物质的有效原子序数Zeff。大部分违禁物品例如炸药毒品等有效原子序数Zeff均小于10,当透射图像中仅仅根据物体外形无法判读出行李包裹中有无违禁物品时,利用X射线R值判据能够有效的判读出行李包裹中的物质属性,大大提高了判读图像的质量。本文详细论述比较了两种计算R值的方法,一种是单能谱的方法,另一种是连续能谱的方法。后一种算法在连续能谱下近似计算出单能谱下的R值,我们称之为Rψ判据。　数字图像处理的主要任务之一就是提高图像的质量,得到较高视觉细节内容的图像。另外数字图像处理能将我们感兴趣的图像内容单独显示出来,排除其它不相关因数的干扰,以提高看图的效率,使辨别危险品更加方便有效。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究及产品状况

1.3 实验条件及计算假设

1.4 安检系统数据处理及显示流程

1.5 论文组织结构

第二章 X射线成像概述

2.1 X射线的产生及特性

2.1.1 X 射线的产生

2.1.2 X 射线的发射谱

2.1.3 X 线的特性

2.2 X射线成像基本原理

2.3 X射线探测器原理

2.4 数据采集模块

2.4.1 数据采集前端设计

2.4.2 数据采集控制系统

2.4.3 采样率

2.4.4 接口设计

2.4.5 接收数据流程

2.5 数据预处理

2.5.1 消除暗电流

2.5.2 归一化处理

第三章物质属性判别研究

3.1 物质厚度的影响

3.2 单色X射线高低能判别物质属性

3.3 多色（连续能谱）X射线高低能判别物质属性

3.3.1 数值积分的基本概念

3.3.2 梯形公式

3.3.3 消除厚度影响的数值积分方法

3.3.4 计算中的数字优化方法

3.4 应用

第四章数字图像处理

4.1 灰度变换

4.1.1 图像反转

4.1.2 对数变换

4.1.3 幂次变换

4.1.4 分段线性变换

4.2 直方图处理

4.3 算术操作处理

4.4 空间滤波

4.4.1 平滑空间滤波器

4.4.2 锐化空间滤波器

4.5 伪彩色图像

4.5.1 RGB 模型

4.5.2 HSI 模型

4.5.3 RGB 和HSI 间的转换

4.6 X射线透射图像处理技术

第五章总结与展望

参考文献

致谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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单源双能量X射线安全检查系统

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