~(60)Co γ射线对视频质量的影响与消噪方法的初步研究

视频装置受γ射线照射后,视频图像出现不同强度噪声,影响图像的清晰度.为消除此类图像噪声,深入研究γ射线对视频装置各组成元件的影响机制,总结视频图像噪声产生机理,根据视频监控装置的实际使用环境,提出了从软、硬件两方面采取措施以提高视频图像质量的方法.设计了一套完善的硬件辐射防护装置,并结合特定的软件消噪算法用于图像消噪.通过辐射环境实验结果表明,设计的软硬件相结合的视频图像消噪方案可将视频图像的峰值信噪比提高8.5dB.     

软X射线谱学显微图像漂移的精确校正

上海光源软X射线谱学显微实验站(BL08U)新建成并投入使用,已实现30nm空间分辨的元素成像功能。由于机械精度和重复精度误差,不同能量扫描出的两幅或多幅图像位置会有一定量的漂移。在高分辨情况下图像漂移不仅给数据处理带来严重误差,导致分辨率下降,甚至产生错误,所以需对不同能量下的图像配准。硬件上用激光干涉仪对样品定位,并通过slope函数确定样品台移动的漂移规律,从而在移动样品过程中对位置动态校正。软件上发展一种新的基于图像分窗口相关性的数字图像自动配准方法,对采集到的两幅或多幅STXM图像配准,对每一子区的自动相关匹配来对整幅图像精确配准,在x和y方向配准精度可达小于1像素尺度(STXM目前的要求)。     

基于互信息的图像配准技术的研究

基于互信息的配准方法有不依赖于图像本身灰度,可实现自动校准等优点,针对基于互信息的多模态医学图像配准方法进行深入研究,从图像配准的框架入手,着重研究了基于最大互信息的配准方法,用PV插值法统计联合直方图的值计算出互信息值,分析了互信息作为配准的测度函数具有的优点和存在的缺点。为了加快配准速度,针对互信息计算量大和存在局部极值的问题,集中于优化策略的研究,在一般优化算法的讨论分析基础上,提出了改进的优化算法,针对一般Powell法不考虑线性无关问题,采用了改进后的Powell法,可以使搜索方向线性无关,共轭程度增加,并且引入了PSO优化搜索算法与Powell算法进行比较,最后通过仿真做定性和定量分析。结果表明,Powell优化算法明显优于PSO优化算法。     

基于局部关联信息的视频监控图像中γ辐射噪斑的消除方法

为消除γ辐射环境视频监控图像内大量形状不规则、分布无规律、能量不均衡的噪斑,提出一种利用图像局部相邻像素关联信息去除噪斑的方法。首先根据γ辐射环境视频监控图像噪斑像素值的突变特性分割噪斑区域,再利用噪斑与当前帧噪斑相邻干净区域的局部关联性及噪斑与相邻帧相同坐标干净区域像素点的局部关联性,以两个干净区域像素值为基准、像素值差值为关联度,采用步进式方法修复噪斑区域。实验结果表明,与传统的图像噪斑去除算法相比,本方法在量化指标和视觉感知上均有较大提高。该噪斑消除方法可有效去除γ辐射环境视频监控图像的噪斑,保留图像细节纹理信息。     

基于局部关联信息的视频监控图像中γ辐射噪斑的消除方法

为消除γ辐射环境视频监控图像内大量形状不规则、分布无规律、能量不均衡的噪斑,提出一种利用图像局部相邻像素关联信息去除噪斑的方法。首先根据γ辐射环境视频监控图像噪斑像素值的突变特性分割噪斑区域,再利用噪斑与当前帧噪斑相邻干净区域的局部关联性及噪斑与相邻帧相同坐标干净区域像素点的局部关联性,以两个干净区域像素值为基准、像素值差值为关联度,采用步进式方法修复噪斑区域。实验结果表明,与传统的图像噪斑去除算法相比,本方法在量化指标和视觉感知上均有较大提高。该噪斑消除方法可有效去除γ辐射环境视频监控图像的噪斑,保留图像细节纹理信息。     

基于Geant4的γ-CT系统优化设计

基于蒙特卡罗方法的粒子输运模拟软件包Geant4构建低能γ射线多相流CT系统仿真模型,通过散射光子比、图像相关系数及相对图像误差等优化指标分析,对γ-CT系统的准直器、射线源数及探测器阵列单元数进行优化设计.实验结果表明,优化后系统散射光子比小于5%,明显提高检测信号灵敏度的信噪比.     

基于混合滤波器的X射线液体图像滤波算法

针对双能X射线液体图像灰度连续变化的特性和主要受高斯噪声、脉冲噪声干扰的特点,提出一种改进的自适应中值与非局部均值结合的滤波方法。首先,利用改进自适应中值方法滤除噪声检测出的边缘、脉冲噪声污染区的噪声;再利用带有噪声估计的非局部均值方法(NL-means)平滑高斯噪声。提出了基于材料特征曲线的滤波器性能评价方法,滤波结果与标准曲线进行对比。实验结果表明,提出的滤波器保护了边缘、材料信息,提高了速度;滤波器评价方法考虑主观与客观因素,满足了应用需要。     

强辐射环境下CMOS图像传感器噪声对相机分辨率的影响

CMOS图像传感器（CIS, CMOS image sensor）相机是照相装置中常用的成像设备。在核工业环境下的监控过程中,CIS易受γ辐射影响产生噪声,影响图像的成像分辨率,有必要从系统角度评估CIS相机抗辐照能力。通过利用60Co?γ放射源对CIS相机进行辐照实验,分别得到了典型CIS相机的噪声与图像分辨率和辐射剂量的函数关系,进而求出满足相应分辨率条件下CIS相机的辐照剂量上限。研究结果显示,对于相机成像图片目标区域的最小灰度值区域噪声数量占比σ≤2%,CIS相机电离总剂量（total ionizing dose, TID）小于150 krad（Si）,相机分辨率没有明显降低。并且在通过ISO 12233: 2014 eSFR测试相机分辨率中发现,利用基于楔形图获取混淆的开始频率测试法评估辐照相机分辨率参数比SFR测试法更具合理性。     

基于CBS人体安检图像的噪声滤除方法

为滤除处于开放环境下的CBS人体安检图像上的噪声干扰,针对CBS人体安检图像噪声数据类型,对比研究了不同噪声滤除方法在CBS人体安检图像的应用效果,提出了一种面向CBS图像的混合中值高斯噪声滤除方法,基于PSNR和MAE的量化实验结果证明了该方法在CBS人体安检成像上的有效性。     

基于剪切波变换的辐射图像泊松噪声降噪技术研究

为了降低由统计涨落引起的辐射图像噪声，提出了一种基于剪切波变换的降噪方法。该方法以低剂量射线或质量厚度大的物体的辐射图像为研究对象，对此类辐射图像进行了噪声分析，利用Anscombe变换将统计涨落引起的泊松噪声转换为高斯噪声，再运用剪切波分解、阈值去噪、剪切波重构和Anscombe逆变换得到降噪图像。结果表明，当剪切波分解层数为5，采用改进阈值函数及极小极大原理阈值时可达到最优降噪效果，该方法能较好地去除辐射图像中的泊松噪声并保留边缘、细节信息，在视觉和量化指标上均优于传统降噪方法。     

集装箱检测系统的数字减影研究

基于^60Co同位素源集装箱辐射检测图像,参照医学DSA数字减影血管造影的原理和技术,采用图像配准和图像处理等软件方法探讨实现了集装箱辐射图像的数字减影处理,结果显示能较为有效地去除背景影响,更好实现了货物识别。     

基于图像配准的原子力显微镜图像热漂移失真校正

在室温大气环境中,原子力显微镜(AFM)的热漂移会影响扫描过程中针尖定位的精度,导致扫描图像的失真,从而增大基于AFM图像的二维测量的误差.针对这种失真,在图像配准方法的基础上提出了热漂移补偿方法,通过建立热漂移的线性模型,校正扫描的AFM图像,从而恢复样品的真实形貌,有效提高了AFM图像二维平面内的测量准确性.     

60Co γ射线对视频质量的影响与消噪方法的初步研究

视频装置受γ射线照射后,视频图像出现不同强度噪声,影响图像的清晰度.为消除此类图像噪声,深入研究γ射线对视频装置各组成元件的影响机制,总结视频图像噪声产生机理,根据视频监控装置的实际使用环境,提出了从软、硬件两方面采取措施以提高视频图像质量的方法.设计了一套完善的硬件辐射防护装置,并结合特定的软件消噪算法用于图像消噪....     

基于刚性配准的剂量分布对齐方法

Gamma(γ)分析是剂量验证、剂量分布比较最重要的手段，由于不同剂量分布的坐标系定义/方向，基准点设置不一致，进行γ分析时往往要对待比较的剂量分布进行对齐，而目前常用的γ分析软件的对齐手段简单，在处理大照射野剂量分布时有显著错误，严重影响了剂量分析比较的准确性。二维剂量分布对齐的要求是在只进行平移、旋转等空间变换，从而达到两张剂量图上相应剂量点的空间位置一致。因为不同点之间的距离在对齐过程中必须是不变的，所以，本研究将对齐问题转化为刚性配准问题。本文采用基于归一化互相关的刚性配准方法，将治疗计划系统计算的剂量分布图与实际测量的剂量分布图进行配准，并输出配准后相应的平移量。选取36组计划系统和实测中心点一致的pinnacle³治疗计划系统设计的静态调强质量保证数据，其中，18组为小照射野，另18组为大照射野，使用PTW VeriSoft软件分别计算其在3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm通过标准下γ通过率。对于小照射野，直接计算与VeriSoft对齐后和刚性配准后的不同标准γ通过率结果均基本相当，其中在3%/3 mm通过标准下，VeriSoft对准后和刚...     

^6Li和^7Li双玻璃闪烁体γ补偿法测量中子注量

依据＾６Ｌｉ玻璃闪烁体中子，γ皆灵敏，而＾７Ｌｉ玻璃闪烁仅对γ灵敏的特性，研究成功用＾Ｌｉ，＾７Ｌｉ双玻璃闪烁体γ补偿法，实现在强γ辐射场干扰下，对弱中子注量率探测的方法，当＾６０Ｃｏγ在中子信号幅度区的干扰计数率，占中子计算数率的１８．７％时，该方法对净中子注量测量结果导致的误差约为１％。     

多类图像传感器模组电离辐射损伤对比研究

为选择能用于γ射线辐照环境且最具有加固潜力的图像传感器模组,对比分析了7类传感器模组辐照前后实时采集明、暗图像的参数,研究了不同类型的模拟图像传感器模组及数字图像传感器模组的抗辐射性能,并讨论了辐射损伤机理。实验结果表明：γ射线对图像传感器模组的损伤及干扰程度与模组类型、图像传感器制作工艺、辐照剂量率及总剂量相关;剂量率造成的干扰与剂量率并非呈单纯的线性关系;镜头透镜的透光率随累积剂量的增大而下降;入射γ射线对采集画面质量的干扰与环境光线强度相关,较弱的真实信号更易被入射光子引入的噪声淹没。以上结果提示,入射γ射线对图像传感器的损伤及干扰主要是由各像素单元内暗电流以及正向脉冲颗粒噪声引起的。经实验分析,采用互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺的数字摄像机更适用于γ射线辐射环境中的实时监测,但仍需通过加固手段提高其在辐射环境中工作的可靠性和使用寿命。     

基于PCA和BM3D的噪声估计方法及其在中子图像去噪中的应用

针对中子图像的去噪问题，本文提出了一种弱化残差图像特征值的噪声估计方法。该方法将残差图像作为噪声图像，利用主成分分析（PCA）分析了残差图像特征值，估计了噪声强度。根据噪声强度，应用三维块匹配方法（BM3D）去除了噪声，逐步弱化残差图像特征值，得到了最终噪声估计值。实验结果表明，该方法能估计模拟噪声图像和实际含噪中子图像的高斯噪声，计算效率高，可实现较好的去噪复原效果。     

核设施周围环境连续监测系统对天然干扰因素的甄别技术研究

本工作利用我院研制的高灵敏宽量程环境γ辐射剂量连续监测系统，建立了我院周界环境γ辐射连续监测实验网，研究了甄别天然干扰因素实验方法。     

基于反锐化掩模的辐射图像信息增强算法

大型集装箱检查系统获得的辐射图像对比度都较差,影响视觉效果。因此对其对比度增强处理是非常必要和有意义的。在参考和总结大量对比度增强算法的基础上,提出了将反锐化掩模、自适应非线性滤波以及数学形态学等数字图像处理方法结合起来用于增强辐射图像信息的新算法。在增强辐射图像对比度的同时,尽可能保持了原始图像的边缘细节信息。算法在实际的辐射图像处理中获得了较好的效果。     

双投影法识别客体形状及其物性

针对目前单投影检测系统存在的不足,提出了数字辐射图像处理的双投影检测法。该方法根据双投影系统所得灰度曲线的特点,通过分析曲线上拐点的位置及其灰度值,将双透射投影视图数据相互结合计算,得出待测物体的位置、形状、密度、物性等特征信息。另外,通过仿真实验证明该方法的可行性,并对此处理方法的精度、误差来源等进行分析。该系统及辐射图像的处理方法将有效改善目前实际测量系统检测能力不足的问题,可显著提高检测的准确度及效率。