试析X射线检测中的图像质量的改善

齐百栋，李晓芳

（吉林亚新工程检测有限责任公司，吉林 吉林 132021）

X射线检测是一种传统的检测方法，在工业等方面有十分重要的地位。X射线检测都是使用胶片照相法，虽然在检测中成像的质量比较高，但是操作的方法比较困难，同时结果不容易保存，在这些方面还有很大的缺陷，射线检测的效率在射线实时成像技术方面有很大的提高。由于在实时成像的过程中有许多的噪声进行干扰，成像的质量相对比较低，所以还不能和胶片照相法相比。由此可见，要加大改善实时成像检测的质量，在利用X射线方面可以加大可靠性有重要意义。在X射线方面进行详细的研究，主要是对图像增强和去噪进行分析，在改善图像质量方面做出处理结果。X射线无损探伤是焊接质量控制的重要方法。

1 图像增强算法研究

在当今的社会发展中，X射线检测在工业探伤、安检、医学等方面发挥着不可或缺的作用。然而X射线检测系统也存在一定的隐患，输出的图像要经过一系列的处理才能达到效果。下面对工业射线图像增强算法做出了研究，提出了改善增强算法。

（1）增强算法一般可以分为两大类，空域和频域，分别要对空域和频域进行加强，针对射线图像的特点，对不同的特点进行选择不同的增强算法，再进行试验的验证，结果表明增强算法对图像有一定的增强效果。

（2）模糊增强算法，在传统模糊的增强算法上要进行五种单层次模糊增强算法，这五种模糊算法与原算法进行了定量的比较，得出的实验结果，改进后算法图像效果优于原算法。

（3）小波域的模糊增强算法，使用两种不同的算法来实现小波域的模糊增强，对小波分解后的低频图像采用模糊增强算法，再次对小波增强后的图像使用增强模糊算法，准确的做小波模糊算法的每一个步骤，做到精确无误，还要对两种算法进行优劣计算，这种算法相对比较之下要优于其他算法。

2 噪声分析和抑制

X射线检测中成像的过程是X射线穿透被测物，引起图像噪声的原因是经过光阴极产生光电子，在二次四暗自的作用下出现在屏幕形成图像，它的噪声主要来源：微通道板增电子的涨落噪声、像增强器和摄像机系统的散粒噪声、热噪声等。以上的噪声影响X射线实时成像对比度下降，模糊等状况发生。由于X射线图像噪声的多样性，所以要对噪声进行相应的抑制，复合型算法的效果比较好，可以采纳。

3 X射线对CCD成像的影响以及噪声性质

在射线的数字成像过程当中，X射线对CCD的影响非常大，在X射线成像过程中，CCD将X射线的能力转换成为信号电荷，CCD对X射线的能量收集性能非常的低，但是仍然可以将X射线的能量进行吸收，当X射线比CCD的像元高的时候，就会出现更多的电荷，并且会形成较大的脉冲，从而将散射的射线对CCD收集到的能量造成噪声。为了能够有效的降低噪声的产生，X射线在对CCD的反应过程中应该加强对相关仪器的防护，从而对噪声的影响降低。

4 X射线散射数字图像恢复

X射线在数字成像的过程中需要充分的清晰度，才能够检测出缺陷。实践中微小的的缺陷往往是因为图像的退化而对比度降低，导致了这些缺陷的检测产生较大的困难。射线散射就是产生图像退化的重要原因，尤其是在高能X射线条件下，射线散射更为严重，成为主要的退化源。射线图像恢复针对图像的射线散射退化，通过建立退化模型和恢复滤波可以有效地提高图像的对比度和清晰度。在很多的场合下散射对图像质量起到了非常重要的作用，正因为如此，在进行散射的时候，需要不断的去发现新的规律，同时将噪声降低。X射线能够穿透物体，在穿透的过程中，会产生相应的物理作用，并且还出现相应的效应，造成很大的影响，并且会导致射线的成像的过程中将图像变得模糊，如图1所示，根据X射线的探伤原理，试件中缺陷部位的强度对比度表示：

图1 试件内的射线散射

射线散射的消除通常采用图像恢复的方法，在很多的图像恢复方法中，简单并且有效的方法是逆滤波和维纳滤波技术，并且这方面的技术应用非常的广泛。逆滤波方法对噪声的方法作用，导致了不能够在较大噪声的背景下使用，但是维纳滤波含有降噪因子，非常的柔和，在维纳滤波的基础上，提出改进型滤波恢复理论，并且通过对散射模型的建立，校正了图像散射退化，提高图像的质量。

在实际应用过程当中，图像的退化过程如图2所示。

图2

图像退化模型：

g（x,y）=Hf(x,y)+n(x,y)

根据冲激函数的定义，把f(X,Y)表示为：

将退化后的图像公式带入没有退化后的图像公式中得出：

如果H是线性算子，并且假设相加性对积分是有效的：

由f(a,b)与x,y无关，由线性算子的齐次性可得：

h（x,a,y,b）是坐标为（a,b）处的一个冲激经H作用之后得到的响应，称之为冲激响应函数，在图像恢复中称为点扩展函数：

这就是一般线性退化模型的表达式。如果H是不变的，则有：

这种情况下，可以将上面的公式写为：

在以上的推导当中，都是假设噪声是加性的，并且与图像中的位置无关，即是加性噪声线性移不变。

5 结语

射线实时成像的预处理对于后续的自动检测分析等工作具有非常重要的实际意义，所以也一直是成像检测的一项重要内容。以上对射线实时成像的增强以及去噪处理技术进行了分析研究和推导，结合重点结合焊缝图像进行了具体分析对比，也可以看出经过以上的处理，图像的噪声得到了有效减少，从而为后续处理工作打下了良好的基础。