中子數(shù)字成像的圖像處理技術研究.pdf

1、近代數(shù)字成像技術均離不開數(shù)字圖像處理。作為近代數(shù)字成像技術之一的中子數(shù)字成像，其數(shù)字圖像是指在中子輻照場里，中子穿透被測物質后通過中子數(shù)字成像系統(tǒng)所獲取到的圖像。它攜帶著被測物質的內部結構等信息。由于在中子成像的過程中，不可避免地會受到γ射線污染、中子散射、CCD電子噪聲等因素的影響，使得所獲取到的中子數(shù)字圖像會發(fā)生降質，如噪聲嚴重、細節(jié)模糊等，不利于分析、判別被測物質的內部信息。 有鑒于此，本論文研究工作致力于研究適合于中子數(shù)

2、字圖像的去噪聲、去模糊等圖像處理技術，以便能夠獲取關于物質內部的更多的信息，豐富中子數(shù)字成像無損檢測技術的研究內容。為此，論文在理解中子成像原理的基礎上，詳細分析了引起中子數(shù)字圖像降質的主要因素。在此基礎上，指出了中子數(shù)字圖像降質的原因主要可以歸結為多種噪聲的污染和空間模糊，并由此圍繞降質原因展開論文研究工作。 在去噪聲方面，研究了一些傳統(tǒng)的去噪方法，由于傳統(tǒng)的去噪方法的局限性，于是引入小波變換。整個去噪研究幾乎都集中在小波域里

3、進行。首先分析了不同的隨機噪聲在小波域里的統(tǒng)計特征和在小波變換的不同尺度下的特性。由于小波變換的特點，平穩(wěn)的隨機白噪聲在小波域里可以看成近似服從高斯分布的隨機噪聲來去噪，基于此，選擇了小波閾值萎縮去噪方法并對幾種閾值進行了分析和比較，最后通過實驗結果確定出去除中子數(shù)字圖像噪聲的最適合的閾值類型。這也為中子數(shù)字圖像在噪聲水平較大的情況下反卷積去模糊提供了基礎。 在去模糊方面，由于模糊的原因主要是空間模糊，即是由點擴展引起的，所以重

4、點集中在反卷積上。首先分析了一些典型的反卷積去模糊的方法，如逆濾波、維納濾波復原方法。由于這些方法必須要求準確知道引起圖像模糊的點擴展函數(shù)，而實際得到的模糊中子數(shù)字圖像的點擴展函數(shù)非常復雜，一般都是未知的，所以限制這些方法在中子數(shù)字圖像復原中的應用，基于此，引入Richardson-Lucy算法并通過交替迭代同時進行原始圖像和點擴展函數(shù)的估計，避免了必須事先知道點擴展函數(shù)這一難點。然而，當中子數(shù)字圖像含有較高水平的噪聲時，噪聲在圖像復原

5、過程中會被放大。針對這一問題，論文將小波閾值去噪方法引入圖像的去模糊之中，將小波變換同Richardson-Lucy圖像復原結合起來，即在小波變換后的高頻子帶致力于去噪處理，而在低頻子帶則運用Richardson-Lucy算法進行去模糊，然后將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過小波反變換重建圖像便得到復原出來的圖像。這樣，所得到的圖像對噪聲有很大程度的抑制作用，使得中子數(shù)字圖像復原效果較好。 最后，論文給出了中子數(shù)字圖像處理軟件的功能模塊，以及所