[发明专利]一种基于区域自适应处理的X射线安全检查图像增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于区域自适应处理的X射线安全检查图像增强方法,属于X射线透射成像安全检查图像处理技术领域。 

背景技术

目前，X射线透射成像技术已经广泛应用于安全检查领域，其基本原理是，当利用X射线照射被检查包裹时，通常情况下，由于包裹内物体物质组成、密度、大小、数量等特征各不相同，对X射线的衰减能力也不同，剩余X射线照射到探测装置时，形成像素灰度值不同的扫描图像，供检查人员进行观察与判读。然而，由于被检查包裹的复杂性，以及安检设备存在的X射线散射、光量子噪声和光电转换引入的系统噪声等各种不利因素的影响，使得安全检查图像的特点不同于一般灰度图像，具体表现为：图像整体灰度动态范围宽、图像低灰度区域穿透能力弱、图像细节丰富但分辨不够清晰、图像低灰度区域与高灰度区域对比度差。如果不做任何增强处理，直接观察原始图像，则视觉效果欠佳，因此，为满足检查人员对图像的正确判读，需要对图像进行增强处理，改善图像质量，以得到更理想、更佳视觉效果的安全检查图像。需要说明，由于安全检查图像的特殊性，改善图像质量必须以不丢失图像信息、不引入过大噪声、不引起细节失真为前提，避免检查人员的错误判读。 

常规的图像增强方法大体可以分为灰度变换法和空间信息变换法两类。典型的灰度变换法，如灰度拉伸与直方图均衡方法，对于灰度集中，还有大量灰度级没有充分利用的情况比较适用，与像素空间位置无关，适用于提高图像整体灰度对比度；空间信息变换法也称模板运算法，算法形式几乎都是通过以下方式实现：首先，定义一个参与计算的局部区域大小，然后，将以下两组值进行卷积计算，得出目标像素输出灰度值，一是目标像素及其局部区域像素灰度信息，二是与局部区域大小相同的局部权系数矩阵，这类方法适用于改善图像局部区域对比度，提高图像细节分辨力。但是，由于安全检查图像的特殊性与复杂性，上述常规图像增强方法很难同时满足提高图像穿透力、细节分辨力与对比度的要求，灰度变换法适用于提高图像低灰度区域穿透力、提高图像整体对比度；空间信息变换法适用于改善图像细节分辨能力、提高图像局部区域对比度，但是，上述这些方法都很难达到同时提高图像穿透力、细节分辨力与对比度的目的。因此，针对X射线安全检查图像，有必要研究一种既能够提高图像穿透力，又能够同时提高图像细节分辨力与对比度的图像增强方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的基于区域自适应处理的X射线安全 检查图像增强方法，本发明基于图像区域自适应处理原则，根据图像中不同局部区域信息特征，自动地以不同参数、不同处理方式对图像进行增强，达到同时提高图像低灰度区域穿透力、改善图像细节分辨力、提高图像对比度的目的。 

本发明的一种基于区域自适应处理的X射线安全检查图像增强方法，包括以下步骤： 

1)通过X射线安全检查设备采集获得被检查包裹图像f(x,y)； 

2)对图像f(x,y)进行分段非线性灰度变换，得到灰度变换图像f_tran(x,y)； 

3)对图像f(x,y)进行不同尺度模板的图像滤波处理，得到滤波图像f_mean(x,y)； 

4)通过以下计算公式，得到高频信息图像f_high(x,y)： 

f_high(x,y)=f(x,y)-f_mean(x,y) 

5)确定一个与图像f(x,y)中像素(x,y)处灰度值相关的高频信息放大倍数函数c(f(x,y))，高频信息放大倍数c(f(x,y))根据需要处理的像素(x,y)的灰度值自动调整，低灰度区取比较高的高频信息放大倍数，随着灰度增高，高频信息放大倍数减小，直至达到某一灰度值以后，取一个常数高频信息放大倍数； 

6)将c(f(x,y))与f_high(x,y)相乘，得到放大后的高频细节图像f_detail(x,y)； 

f_detail(x,y)=c(f(x,y))×f_high(x,y) 

7)最终增强图像f_ehance(x,y)由f_tran(x,y)和f_detail(x,y)相加获得。 

f_ehance(x,y)=f_tran(x,y)+f_detail(x,y)