[发明专利]基于支持度变换的变电压DR图像融合方法

说明书

本发明属于DR图像处理技术领域，具体涉及一种针对工业复杂构件的DR图像融合方法；具体技术方案为：基于支持度变换的变电压DR图像融合方法，在不同电压下对工业复杂构件进行DR成像，以获取不同厚度区域的结构信息；然后将此序列DR图像进行支持度变换分解，对最后一层低频近似图像采用主成分分析法进行融合，而对支持度图像的融合依据局部标准差准则赋值，在融合过程中，提取伪边缘，并减弱在伪边缘处支持度图像的值，以减少伪边缘对融合结果的影响，最后进行支持度逆变换，获得最终的融合图像，最终的融合图像完整展现了构件的结构信息，细节信息更丰富，有利于对构件质量信息进行快速、准确的判断。

技术领域

本发明属于DR图像处理技术领域，具体涉及一种针对工业复杂构件、且基于支持度变换的DR图像融合方法。

背景技术

X射线DR成像是目前较先进的非接触无损检测技术，可以实现产品的疵病检测、内部结构分析、装配性能分析等质量检测工作。在工业领域，一些关键部件为结构外形复杂、内部结构厚薄差异大、材料多组元化的复杂结构件，在进行X射线检测时，由于射线透射方向上等效厚度(相对于X射线的衰减能力)变化率较大，探测器成像系统动态范围有限，常规固定电压成像模式无法实现在单一射线管电压下对整个构件同时曝光成像，易出现过度曝光和曝光不足的现象，图像结构信息缺失严重，影响DR成像质量和检测灵敏度。

在X射线成像过程中，随着管电压的增加，射线能量增大，与之匹配的透照厚度也随之增加。依据该原理，中北大学信息探测与处理技术研究所提出了变电压X射线高动态成像技术。该技术根据检测对象透照信息的连续变化，改变射线管电压进行成像，获取与步进电压匹配的有效厚度透照信息，再通过递变电压投影序列融合，扩展射线图像的动态范围，实现复杂结构件的高动态范围DR成像。

发明内容

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于支持度变换的融合算法对DR序列图像进行融合，对低频近似图像采用基于主成分分析的融合规则，对支持度序列图像采用基于局部标准差的融合规则，提高了融合图像的清晰度和信息量，扩展了图像的动态范围，实现了复杂结构件的高动态范围DR成像。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：基于支持度变换的变电压DR图像融合方法，具体步骤如下：

步骤一、对N幅要融合的图像进行支持度变换，获得各自的系列支持度图像S_1r,…,S_Nr和近似图像P_1r,…,P_Nr，r为分解的层数；

步骤二、采用融合规则分别对支持度图像S_1r,…,S_Nr和近似图像P_1r,…,P_Nr进行融合处理，得到融合后的支持度图像S_Fr和近似图像P_Fr；

步骤三、对融合得到的支持度图像S_Fr和近似图像P_Fr进行支持度逆变换，得到融合图像F。

其中，在步骤一中，支持度变换的具体方式为：

最小二乘向量机(Least Squares Support Vector Machine,LS-SVM)用来估计图像的表面灰度，LS-SVM的优化条件为：

式中，Ω＝K+I/γ，K_ij＝K(x_i,x_j)，Y＝[y₁,…,y_N]^T，α＝[α₁,…,α_N]^T，α_i为支持向量x_i的支持度，用映射LS-SVM来求解式(一)，得到的解析解为：