(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210350475.8 (22)申请日 2022.04.02 (71)申请人 杨海鹰 地址 300000 天津市河西区气象台路气象 南里38门401号 (72)发明人 杨海鹰　 (74)专利代理 机构 重庆百润洪知识产权代理有 限公司 5 0219 专利代理师 刘泽正 (51)Int.Cl. G06T 5/00(2006.01) G06T 7/12(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06N 3/08(2006.01) G06N 3/04(2006.01)G06K 9/62(2022.01) G06V 10/762(2022.01) (54)发明名称 一种X射线 背散射图像伪彩 色处理算法 (57)摘要 本发明公开了一种X射线背散射图像伪彩色 处理算法， 对X射线背散射图像进行综合去噪处 理， 具体针对图像中高斯噪声、 冲击噪声， 使用降 噪增强算法 处理得到消噪图像； 根据测定的原子 序数与成像数据之间的对照表， 设置聚类核， 对 消噪图像使用聚类 分割算法， 将图像 分割为多个 不同的局部区域； 使用基于HSI空间的色彩映射， 对不同区域应用伪彩色技术， 生成伪彩图像， 在 上述步骤中， 首先通过开 关控制X光机启动， 启动 阶段为空扫， 采集结果为本底图像， 然后再将X光 机移动到采集区， 或传送带带动被测物品移动到 采集区， 采集被测物品X射线背散射图像。 本发明 简便快捷、 处理速度快， 实时性好。 投射到彩色空 间后有效提升 了图像显示效果。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114612346 A 2022.06.10 CN 114612346 A 1.一种X射线 背散射图像伪彩色处 理算法， 其特 征在于： 具体按以下步骤执 行： S1： 对X射线背散射图像进行综合去噪处理， 具体针对图像中高斯噪声、 冲击噪声， 使用 降噪增强算法处 理得到消噪图像； S2： 根据测定的原子序数与成像数据之间的对照表， 设置聚类核， 对消噪图像使用聚类 分割算法， 将图像分割为多个不同的局部区域； S3： 使用基于 HSI空间的色彩映射， 对不同区域应用伪彩色技 术， 生成伪彩图像。 2.根据权利要 求1所述的一种X射线背散射图像伪彩色处理算法， 其特征在于， 在步骤S1 中， 首先通过开关控制X光机启动， 启动阶段为空扫， 采集结果为本底图像， 然后再将X光机 移动到采集区， 或传送带带动被测物品移动到采集区， 采集被测物品X射线背散射图像， 完 成采集后， 光机减速关闭， 减速阶段为空扫， 采集结果 为本底图像。 3.根据权利要求2所述的一种X射线背散射图像伪彩色处理算法， 其特征在于， 裁取本 底图像， 根据扫描阶段的时间关系， 圆筒上有k条狭缝， 圆筒旋转一周可得到k列,或k行数 据， 圆筒转速为r周/ 分钟， 加速、 减速阶段总计t秒， 则可知加速阶段采集到列数n＝k*r/60* t列/行， 截取采集到图像的前n行为本底图像I1， 同理可截取减速阶段的I2， 剩 余图像为被 测物图像I， 同时可 得被测物扫描初始行号 i， 如式(1)所示： i＝(n mod k)*k+1      式(1) 其中： Mod为数 学运算符取余。 4.根据权利要求3所述的一种X射线背散射图像伪彩色处理算法， 其特征在于： 对I1和 I2， 将数据按列/行分为k组， 每组数据为圆筒上第k条狭缝采集的所有数据， 计算各组内数 据平均值Vi、 所有k组整体数据平均值V， 计算组间数据的校正系数Ni， 如式(2)所示： 其中， Vi为第i路探测单元获取数据的平均值， V为Vi的平均值， 即所有探测单元的平均 值。 5.根据权利要求4所述的一种X射线背散射图像伪彩色处理算法， 其特征在于： 归一化 校正， 本底噪声扣除， 对于被测物图像， 每个点I(i,j)， 归属于第i路探测单元， 按照归一化 校正公式得到校正后图像， 并进行距离衰减校正， 再根据近似距离校正公式得到校正图像 Iddc： 具体如式(3)、 式(4)和式(5)所示； Inorm(i,j)＝I(i,j)×Ni‑V       式(3) Iddc(i,j)＝Inorm(i,j)*( μρ′+ μρ)    式(5) 其中， Z/A为探测物质的质子数/原子数， μρ为光机到出光口距离， μρ′为出光口到物质距 离。 6.根据权利要求5所述的一种X射线背散射图像伪彩色处理算法， 其特征在于： 在针对 图像去噪的过程中， 具体按以下步骤执行： 首先对Iddc先使用中值滤波消除脉冲噪声， 再使 用DnCNN高斯盲噪声结合平 滑区分联合去噪， 具体的， 首先对图像使用DnCNN高斯盲噪声， 计算图像噪声n， 并计算噪声强度d， 信号强度W， 对 去噪图像进行梯度变换， 再对梯度图像取阈值， 提取周围3*3范围内梯度变化高于阈值a的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114612346 A 2孤立点为噪点， 提取梯度变化低于阈值的部 分为平滑区域， 并二值化进 行纹理判断， 如果当 前点是0点， 判断以其为中心周围3*3邻域是否全为0， 是则为平滑点， 若不是， 有超过6个非 点则为纹理点， 否则扩 大搜索范围， 在5*5范围内判断， 若超过75％点为非零点， 则视为纹理 点， 否则为平 滑点， 对噪声点， 使用Iddc‑n替换数据， 得到消噪数据图像Idn； 具体如式(6)； 7.根据权利要求6所述的一种X射线背散射图像伪彩色处理算法， 其特征在于： 对消噪 数据图像进行边缘提取， 对Idn使用pidinet算法提取去噪后图像 边缘， 使用5尺度下pidinet 获得的边 缘数据加权得到Iedge； 再进行边 缘增益， 计算得到增益后图像Igain， 如式(7)所示； Igain＝Gi*Inorm(i,j)+Gdn*Idn+Ge*Iedge    式(7) 其中： Gi、 Gdn、 Ge均为设定增益系数。 8.根据权利要求6所述的一种X射线背散射图像伪彩色处理算法， 其特征在于： 对增益 后图像进行图像分割， 使用Hdbscan聚类分割算法得到4类聚类结果Ci， 其中低原子序数的 聚类结果相加得到低原子序数总分类， 对应Igain图像各个坐标的原子序数划分。 9.根据权利要求8所述的一种X射线背散射图像伪彩色处理算法， 其特征在于： 伪彩色 映射， 使用HSI空间生 成伪彩色图像， 将聚类结果按照原子序数低、 中、 高类别映射到H通道， 每类为固定数值， 分别对应橙、 绿、 蓝， S通道、 I通道使用Igain生成， S通道与Igain(i,j)呈正 比， 即数值越大颜色越鲜艳， I通道与Igain(i,j)呈反比， 即数值越大， 亮度越低， 具体分别对 Map_o、 Map_g、 Map_b计算HSL， 如式(8) ‑式(10)所示； H＝{H_o， H_g， H_b}     式(8) 其中： as、 al为常量系数， 对空采类Map_n， 映射到纯白色， 取H＝0， S＝0， L ＝1。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114612346 A 3