本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種多分辨率融合的射線圖像增強(qiáng)方法，首先從被測工件射線圖像中獲取包含不同缺陷特征的多幅圖像；然后對多幅圖像分別采用多分辨率方法進(jìn)行多層分解，將圖像分解為不同層上的頻率系數(shù)；對頻率系數(shù)進(jìn)行融合處理，得到融合后的多分辨率頻率系數(shù)金字塔；最后對融合后所得多分辨率頻率系數(shù)金字塔進(jìn)行重構(gòu)，得到重構(gòu)圖像即為融合增強(qiáng)圖像。本發(fā)明專利技術(shù)提供不同速度、不同精度的射線圖像融合增強(qiáng)方法。改變?nèi)诤显鰪?qiáng)方法中的多分辨率分解、合成方法即可改變?nèi)诤显鰪?qiáng)的速度和精度。本發(fā)明專利技術(shù)具有操作方便、處理效率高、增強(qiáng)效果好等優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及圖像處理和無損檢測領(lǐng)域，特別涉及。
技術(shù)介紹
用X射線進(jìn)行鑄件檢測時(shí)，不可避免地對圖像存在著外部干擾和內(nèi)部干擾，如由于X光光源的二次散射及X光光源的不穩(wěn)定，使得X射線檢測圖像中存在著大量的隨機(jī)噪聲以及光電轉(zhuǎn)換過程中敏感元件靈敏度的不均勻性、數(shù)字化過程的量化噪聲、傳輸過程中的誤差及人為因素等，均會給圖像帶來一定程度的噪聲干擾。因此一般在缺陷識別前都必須進(jìn)行圖像預(yù)處理或是圖像增強(qiáng)。目前大多數(shù)的數(shù)字射線成像系統(tǒng)有效采集信號都在12 18bits之間，而計(jì)算機(jī)只能同時(shí)顯示出256級灰度數(shù)據(jù)，因此如果直接將信號變換到O 255區(qū)間必然造成部分細(xì)節(jié)的損失。射線成像系統(tǒng)通常采用兩種方法來增強(qiáng)圖像:硬件增強(qiáng)法和軟件增強(qiáng)法。一般而言射線成像系統(tǒng)的圖像硬件增強(qiáng)方法是根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)和特點(diǎn)(例如射線源類型、準(zhǔn)直器尺寸等)在系統(tǒng)中設(shè)置某種的反饋電路或是濾波器等，硬件系統(tǒng)一旦設(shè)計(jì)完成后，圖像的硬件增強(qiáng)法就已經(jīng)確定，很難更改。因此在射線圖像增強(qiáng)中普遍采用的是軟件處理的方法。目前使用比較廣泛的射線圖像增強(qiáng)方法有:灰度拉伸、直方圖均衡、直方圖修正、自適應(yīng)增強(qiáng)、同態(tài)濾波和小波增強(qiáng)等方法。試驗(yàn)證明，傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)方法對射線圖像的弱特征圖像會不可避免地帶來噪聲過增強(qiáng)而嚴(yán)重降低處理質(zhì)量的問題。因而目前各大廠商普遍采用的方法是針對不同的檢測區(qū)域，做相應(yīng)的全局或局部灰度線性或冪次變換，以提高ROI的分辨能力?；叶茸儞Q法的實(shí)質(zhì)是將較小的灰度空間按線性關(guān)系擴(kuò)展到較大的灰度空間。因此，灰度變換法可以使圖像的動態(tài)范圍加大，圖像對比度擴(kuò)展、圖像清晰、特征明顯，是圖像增強(qiáng)的重要手段?；叶茸儞Q法可以有效的提高工件的檢測能力，但多次全局變換會給同一個(gè)工件產(chǎn)生多張射線圖像，將圖像的灰度變換的范圍限定在高密度物質(zhì)所對應(yīng)灰度的左右，這時(shí)低密度物質(zhì)則混為一體無法區(qū)分，反之亦然。也就是說如果對圖像做全局灰度變換則無法同時(shí)分辨低密度物質(zhì)的缺陷和高密度物質(zhì)的缺陷。因此目前各個(gè)廠商都提供了局部增強(qiáng)功能，即增強(qiáng)高密度物質(zhì)所在區(qū)域的圖像時(shí)，低密度物質(zhì)的圖像不受影響；在增強(qiáng)低密度物質(zhì)的圖像時(shí)，高密度物質(zhì)的圖像不受影響，以達(dá)到在一副圖像中同時(shí)顯示不同缺陷的目的。例如，假設(shè)某個(gè)被測工件既含有高密度物質(zhì)(鐵、銅等)又含有低密度物質(zhì)(橡膠等)，當(dāng)我們在分析其射線圖像時(shí)，如果要考察其高密度物質(zhì)是否有裂紋等，則會選取包含高密度物質(zhì)區(qū)域，然后對區(qū)域進(jìn)行圖像增強(qiáng)；如果要考察其低密度物質(zhì)是否有缺陷時(shí)，則選取包含低密度物質(zhì)區(qū)域，然后對區(qū)域進(jìn)行圖像增強(qiáng)。此法可以將一副圖像的各種缺陷都顯示出來，而且可以避免由于對圖像進(jìn)行整體增強(qiáng)帶來的“過度拉伸”現(xiàn)象，但是這樣做會造成圖像上各個(gè)區(qū)域之間灰度劇烈變換，人為的給圖像帶來了很多虛假邊緣，對后續(xù)的缺陷識別非常不利，甚至使進(jìn)一步處理變?yōu)椴豢赡堋Ｒ虼巳绾卧谝环鶊D像上同時(shí)顯示所有的缺陷而又不引入額外的誤差，是當(dāng)前急需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供，該方法針對當(dāng)前射線成像的特點(diǎn)和目前普遍使用的增強(qiáng)方法的不足，依照多分辨率分析的思想，提出了采用圖像融合方法作為射線圖像增強(qiáng)的方案，獲得的結(jié)果與人的視覺特性更為接近。本方法可以在一幅圖像中同時(shí)顯示不同景深的缺陷又不會給圖像帶來虛假邊緣，為后續(xù)的缺陷識別打下良好的基礎(chǔ)。本專利技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的: 本專利技術(shù)提供的，包括以下步驟: S1:根據(jù)檢測目的或缺陷顯示需要，獲取包含被檢工件不同缺陷特征的多幅射線圖像； 52:對步驟SI中獲得的各個(gè)射線圖像分別采用多分辨率方法進(jìn)行多層分解，將射線圖像分解為不同層上的頻率系數(shù)； 53:對各分解層上的頻率系數(shù)分別進(jìn)行融合處理，得到融合后的多分辨率頻率系數(shù)金字塔； S4:對融合后所得多分辨率頻率系數(shù)金字塔進(jìn)行重構(gòu)，得到重構(gòu)圖像即為融合增強(qiáng)圖像。進(jìn)一步，所述步驟SI中的是根據(jù)檢測目的或缺陷顯示需要，對被測工件的射線圖像進(jìn)行分段拉伸處理或給予射線圖像不同的窗寬/窗位以獲得包含不同缺陷特征的多幅射線圖像。進(jìn)一步，所述步驟S3中的對各分解層頻率系數(shù)分別進(jìn)行融合處理時(shí)，各分解層上的不同頻率分量采用不同的融合算子進(jìn)行融合處理，從而得到融合后的多分辨率頻率系數(shù)金字塔。進(jìn)一步，所述各分解層上的不同頻率分量所采用的不同的融合算子，具體采用以下方法: S31:對低頻系數(shù)采用先濾波后平均的方法進(jìn)行融合； S32:對高頻系數(shù)采用帶有一致性檢查的鄰域梯度最大化法進(jìn)行融合。進(jìn)一步，所述射線圖像采用的多分辨率方法進(jìn)行多層分解多分辨率和融合處理采用小波變換增強(qiáng)法，具體步驟如下: 531:對每一原射線圖像分別進(jìn)行小波變換，建立射線圖像的小波塔型分解； 532:對各分解層分別進(jìn)行融合處理，各分解層上的不同頻率分量可采用不同的融合算子進(jìn)行融合處理，最終得到融合后的小波金字塔；即對低頻系數(shù)采用先濾波后平均的方法進(jìn)行融合；對高頻系數(shù)采用帶有一致性檢查的鄰域梯度最大化法進(jìn)行融合。S33:對融合后所得小波金字塔進(jìn)行小波重構(gòu)，所得到的重構(gòu)圖像即為融合圖像。進(jìn)一步，所述射線圖像采用的多分辨率方法進(jìn)行多層分解多分辨率和融合處理采用有限脊波變換方法，具體步驟如下: S34:對原射線圖像進(jìn)行分割，將原射線圖像劃分為相互重疊的子塊圖像，得到若干對應(yīng)位置的子圖像； S35:對分割后相應(yīng)位置的各個(gè)子圖像進(jìn)行多級有限脊波變換，得到各個(gè)子塊不同頻率域的有限脊波變換系數(shù)矩陣； S36:根據(jù)有限脊波變換系數(shù)矩陣進(jìn)行系數(shù)融合，在不同的頻率域選用不同的融合規(guī)貝U，即對低頻系數(shù)采用先濾波后平均的方法進(jìn)行融合；對高頻系數(shù)采用帶有一致性檢查的鄰域梯度最大化法進(jìn)行融合； S37:根據(jù)各子塊系數(shù)融合后的有限脊波變換系數(shù)矩陣進(jìn)行圖像重構(gòu)，按分割時(shí)采取的規(guī)則對各子塊融合圖像進(jìn)行組合，重疊部分的像素點(diǎn)采用加權(quán)平均的方法獲得，所得到的重構(gòu)圖像即為融合圖像。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:本專利技術(shù)提供不同速度、不同精度的射線圖像融合增強(qiáng)方法。改變?nèi)诤显鰪?qiáng)方法中的多分辨率分解、合成方法即可改變?nèi)诤显鰪?qiáng)的速度和精度。本專利技術(shù)中采用小波變換作為多分辨率函數(shù)實(shí)現(xiàn)快速的射線圖像融合增強(qiáng)；采用有限脊波變換作為多分辨率函數(shù)實(shí)現(xiàn)高精度的射線圖像融合增強(qiáng)方法。本專利技術(shù)具有操作方便、處理效率高、增強(qiáng)效果好等優(yōu)點(diǎn)。附圖說明為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中: 圖1為圖像融合增強(qiáng)的流程 圖2為基于小波變換的圖像融合流程圖。具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本專利技術(shù)，而不是為了限制本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。圖1為圖像融合增強(qiáng)的流程圖，圖2為基于小波變換的圖像融合流程圖，如圖所示:本專利技術(shù)提供的， 由于射線圖像在不同的信號段顯示出不同的特征，如果將這些特征合成在一起則可以大大加強(qiáng)對射線圖像的理解。因此可以提取這些特征，然后使用某種技術(shù)將這些特征合并起來，從而方便后續(xù)的處理。而圖像融合是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的傳感器在同一時(shí)間(或不同時(shí)間)獲取的關(guān)于某個(gè)具體場景的圖像或者圖像序列信息加以綜合，把那些在空間或時(shí)間上冗余或互補(bǔ)的多源數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算處理，生成一個(gè)新的有關(guān)此場景的解釋，而這個(gè)解釋是比任何單一數(shù)據(jù)更精確、更豐富的信息。包括以下步驟: S1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多分辨率融合的射線圖像增強(qiáng)方法，其特征在于：包括以下步驟：S1：根據(jù)檢測目的或缺陷顯示需要，對被測工件的射線圖像進(jìn)行分段拉伸處理或是給予射線圖像不同的窗寬/窗位以獲得包含不同缺陷特征的多幅射線圖像；S2：對步驟S1中獲得的各個(gè)射線圖像采用多分辨率方法進(jìn)行多層分解，將多幅射線圖像分別分解為不同層上的頻率系數(shù)；S3：對各分解層上的頻率系數(shù)分別進(jìn)行融合處理，得到融合后的多分辨率頻率系數(shù)金字塔；S4：對融合后所得多分辨率頻率系數(shù)金字塔進(jìn)行重構(gòu)，得到重構(gòu)圖像即為融合增強(qiáng)圖像。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種多分辨率融合的射線圖像增強(qiáng)方法，其特征在于:包括以下步驟: S1:根據(jù)檢測目的或缺陷顯示需要，對被測工件的射線圖像進(jìn)行分段拉伸處理或是給予射線圖像不同的窗寬/窗位以獲得包含不同缺陷特征的多幅射線圖像； S2:對步驟SI中獲得的各個(gè)射線圖像采用多分辨率方法進(jìn)行多層分解，將多幅射線圖像分別分解為不同層上的頻率系數(shù)； S3:對各分解層上的頻率系數(shù)分別進(jìn)行融合處理，得到融合后的多分辨率頻率系數(shù)金字塔； S4:對融合后所得多分辨率頻率系數(shù)金字塔進(jìn)行重構(gòu)，得到重構(gòu)圖像即為融合增強(qiáng)圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分辨率融合的射線圖像增強(qiáng)方法，其特征在于:所述步驟S3中的對各分解層頻率系數(shù)分別進(jìn)行融合處理時(shí)，各分解層上的不同頻率分量采用不同的融合算子進(jìn)行融合處理，從而得到融合后的多分辨率頻率系數(shù)金字塔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分辨率融合的射線圖像增強(qiáng)方法，其特征在于:所述各分解層上的不同頻率分量所采用的不同的融合算子，具體采用以下方法: 531:對低頻系數(shù)采用先濾波后平均的方法進(jìn)行融合； 532:對高頻系數(shù)采用帶有一致性檢查的鄰域梯度最大化法進(jìn)行融合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分辨率融合的射線圖像增強(qiáng)方法，其特征在于:所述射線圖像采用的多分辨率方法進(jìn)行多層分解多分辨率和融合處理采用小波變換增強(qiáng)法，具體...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈?qū)?/a>，
申請(專利權(quán))人：重慶大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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