輻射成像系統(tǒng)和圖像處理方法與流程
本發(fā)明涉及輻射技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輻射成像系統(tǒng)和圖像處理方法。
背景技術(shù)：
利用高能輻射對車輛等高速移動的目標(biāo)進行自動掃描檢查，能夠在查找走私、違法、違禁物品的同時不中斷車輛高速通過，已成為貨物車輛100％檢查的理想手段。目前現(xiàn)有的車輛/貨物輻射成像安檢設(shè)備絕大多數(shù)都只能顯示二維信息，通常為常規(guī)的2D圖像，2008年8月27日公開的專利文獻CN101210895B所公開的技術(shù)能夠獲取一定的深度信息，但其最終結(jié)果也只是分別顯示在不同的2D圖像上。而輻射成像圖像信息疊加、內(nèi)容復(fù)雜、空間變形的特點使圖檢人員通常很難分辨圖像中被檢物品，特別是初次接觸輻射成像安檢設(shè)備的人員，必須經(jīng)過一定時間的訓(xùn)練才能承擔(dān)相關(guān)的圖檢工作。
在三維輻射成像方面，CT技術(shù)已是成熟技術(shù)，相關(guān)產(chǎn)品在醫(yī)療、行包安檢，已得到了廣泛應(yīng)用，但CT設(shè)備復(fù)雜昂貴，能夠掃描的物體尺寸較小，且劑量高，掃描時間相對較長，不適于高速移動大尺寸物體(如，車輛/貨物)的安檢掃描。
隨著科技發(fā)展，發(fā)明于20世紀(jì)初的三維立體顯示技術(shù)已有了長足進步，3D技術(shù)能夠直觀的表現(xiàn)圖像的深度感和層次感，為觀察者提供逼真的立體視覺感受，已廣泛應(yīng)用于影視傳媒、游戲娛樂、民航、軍事等各行業(yè)。2011年3月23日公開的專利文獻CN101953694B提出一種醫(yī)用和工業(yè)用X射線實時立體成像裝置，可實現(xiàn)X射線立體成像，具有簡便、快速、低劑量的優(yōu)點，但所提出的系統(tǒng)射線源限定為包含兩個X光管，同時需利用運動臺架實現(xiàn)射線源和探測器圍繞檢測目標(biāo)運動，該方式很難用于車輛/貨物檢測。
目前，還沒有相關(guān)資料公開針對司機不下車車輛直接高速通過的3D輻射成像安檢掃描技術(shù)。2012年5月23日公開的專利文獻CN102411157B涉及的立體成像裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)立體成像，但沒有考慮保證司機的輻射安全設(shè)計，同時也沒有考慮不同視角探測器相對射線源位置不同而產(chǎn)生的圖像的差別。
仍然需要一種輻射成像系統(tǒng)和圖像處理方法，以便在保證司機輻射劑量安全的情況下，對車輛/貨物進行盡可能完整的掃描并實現(xiàn)輻射圖像3D顯。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種輻射成像系統(tǒng)和圖像處理方法，其能夠在保證司機輻射劑量安全的情況下，對車輛/貨物進行盡可能完整的掃描并實現(xiàn)輻射圖像3D顯示的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種輻射成像系統(tǒng)，用于對沿著檢測通道限定的行進方向行進的車輛進行輻射成像，包括：射線發(fā)生器，設(shè)置在檢測通道的一側(cè)，用于掃射正視角射線束和斜視角射線束，正視角射線束的正視角掃射面基本上垂直于行進方向，斜視角射線束的斜視角掃射面與正視角掃射面成預(yù)定夾角，并且射線發(fā)生器被設(shè)置為使得沿行進方向行進的車輛在經(jīng)過斜視角掃射面之后經(jīng)過正視角掃射面；正視角探測器，設(shè)置在檢測通道的另一側(cè)，用于接收正視角射線束，并檢測正視角射線束的強度，從而得到正視角圖像；斜視角探測器，設(shè)置在檢測通道的另一側(cè)，用于接收斜視角射線束，檢測斜視角射線束的強度，從而得到斜視角圖像。
優(yōu)選地，該輻射成像系統(tǒng)還包括：位置感測系統(tǒng)，用于感測車輛在檢測通道中的位置；控制器，連接到位置感測系統(tǒng)和射線發(fā)生器，用于根據(jù)車輛在檢測通道中的位置，控制射線發(fā)生器掃射正視角射線束和斜視角射線束的時間，以確保車輛的保護部位的輻射安全，保護部位至少包括駕駛室中的人員乘坐位置。
優(yōu)選地，可以在位置感測系統(tǒng)判定保護部位通過正視角掃射面之時或之后，控制器控制射線發(fā)生器開始掃射正視角射線束和斜視角射線束。
優(yōu)選地，也可以在位置感測系統(tǒng)判定保護部位通過斜視角掃射面之后，控制器控制射線發(fā)生器開始掃射斜視角射線束；并且在位置感測系統(tǒng)判定保護部位通過正視角掃射面之后，控制器控制射線發(fā)生器開始掃射正視角射線束。
優(yōu)選地，還可以將預(yù)定夾角的大小設(shè)置為，當(dāng)車輛的車頭到達(dá)正視角掃射面時，車輛的駕駛室的保護部位已通過斜視角掃射面，保護部位至少包括人員乘坐位置。在位置感測系統(tǒng)判定車輛的車頭到達(dá)正視角掃射面之時或之后，控制器控制射線發(fā)生器開始掃射正視角掃射面和斜視角掃射面；并且至少在車輛的駕駛室的保護部位通過正視角掃射面之前，正視角射線束的強度被設(shè)置為不高于輻射安全強度。
優(yōu)選地，在車輛的駕駛室的保護部位通過正視角掃射面之后，控制器可以控制射線發(fā)生器提高正視角射線束的強度。
優(yōu)選地，位置感測系統(tǒng)可以包括車輛類型感測模塊，用于判斷檢測通道中行進的車輛的類型。位置感測系統(tǒng)還可以包括車輛位置感測模塊，用于基于車輛的類型確定保護部位的位置。
優(yōu)選地，射線發(fā)生器可以包括：正視角射線源，用于掃射正視角射線束；以及斜視角射線源，用于掃射斜視角射線束。
優(yōu)選地，射線發(fā)生器還可以包括：射線源，用于產(chǎn)生射線；正視角準(zhǔn)直器，用于從射線源引出正視角射線束；以及斜視角準(zhǔn)直器，用于從射線源引出斜視角射線束。
優(yōu)選地，上述輻射成像系統(tǒng)還可以包括：圖像處理系統(tǒng)，用于對正視角圖像和/或斜視角圖像進行校正處理；以及圖像顯示系統(tǒng)，用于基于正視角圖像和斜視角圖像進行顯示。
優(yōu)選地，圖像處理系統(tǒng)還可以計算同一對象在校正處理后的正視角圖像和斜視角圖像中的視差。
優(yōu)選地，正視角探測器和斜視角探測器可以分別包括水平探測器陣列和垂直探測器陣列，垂直探測器陣列被設(shè)置為垂直于地面，水平探測器陣列被設(shè)置為平行于地面，且從垂直探測器陣列的頂端向射線發(fā)生器延伸；正視角探測器的水平探測器陣列垂直于行進方向；斜視角探測器的水平探測器陣列與正視角探測器的水平探測器陣列之間成預(yù)定夾角。
優(yōu)選地，正視角探測器和斜視角探測器可以分別包括多個探測器模塊，每個探測器模塊包括多個探測器單元，正視角探測器和斜視角探測器分別具有水平基準(zhǔn)線和/或垂直基準(zhǔn)線。每個探測器模塊的射線接收面的中心位置與其所對應(yīng)的射線源的連線垂直于射線接收面。圖像處理系統(tǒng)對正視角圖像和斜視角圖像分別進行向心排布校正，以將多個探測器單元的探測結(jié)果分別投影到水平基準(zhǔn)線或垂直基準(zhǔn)線上。
優(yōu)選地，正視角探測器和斜視角探測器各自的垂直探測器陣列的安裝位置之間的連線可以平行于行進方向。
優(yōu)選地，正視角探測器和斜視角探測器各自的垂直探測器陣列的安裝位置之間的連線可以與行進方向不平行，圖像處理系統(tǒng)對正視角圖像和/或斜視角圖像進行幾何校正，以使沿行進方向行進的車輛上的同一個點在正視角圖像和斜視角圖像中的高度相同。
圖像處理系統(tǒng)可以將正視角圖像和斜視角圖像投影到以正視角射線束和斜視角射線束的射線源為圓心的圓弧上，并且對正視角圖像和/或斜視角圖像進行圓弧投影校正，從而得到正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像，以使沿行進方向行進的車輛上的同一個點在正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像中的角度參數(shù)相同。
根據(jù)本發(fā)明法另一方面，還提供了一種對輻射成像系統(tǒng)所得到的正視角圖像和斜視角圖像進行處理的方法，當(dāng)正視角探測器和斜視角探測器各自的垂直探測器陣列的安裝位置之間的連線與行進方向不平行時，該方法包括：對正視角圖像和/或斜視角圖像進行幾何校正，以使沿行進方向行進的車輛上的同一個點在幾何校正后的正視角圖像和斜視角圖像中的高度相同。
此外，正視角探測器和斜視角探測器還可以分別包括多個探測器模塊，每個探測器模塊包括多個探測器單元，正視角探測器和斜視角探測器分別具有水平基準(zhǔn)線和/或垂直基準(zhǔn)線，每個探測器模塊的射線接收面的中心位置與其所對應(yīng)的射線源的連線垂直于射線接收面。此時該方法包括：對正視角圖像和斜視角圖像分別進行向心排布校正，以將多個探測器單元的探測結(jié)果分別投影到水平基準(zhǔn)線或垂直基準(zhǔn)線上。
另外，對輻射成像系統(tǒng)所得到的正視角圖像和斜視角圖像進行處理的方法還可以包括：將正視角圖像和斜視角圖像投影到以正視角射線束和斜視角射線束的射線源為圓心的圓弧上，并且對正視角圖像和/或斜視角圖像進行圓弧投影校正，從而得到正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像，以使沿行進方向行進的車輛上的同一個點在正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像中的角度參數(shù)相同。
通過上述的輻射成像系統(tǒng)和圖像處理方法，能夠在保證司機輻射劑量安全的情況下，對車輛/貨物進行盡可能完整的掃描并實現(xiàn)輻射圖像3D顯示。
附圖說明
通過結(jié)合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細(xì)的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標(biāo)號通常代表相同部件。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輻射成像系統(tǒng)的示意性框圖；
圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的輻射成像系統(tǒng)的示意性框圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的輻射成像系統(tǒng)的示意性框圖；
圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個示例的輻射成像系統(tǒng)布置示意圖的俯視圖；
圖5為正視角探測器和斜視角探測器的安裝位置的連線平行于行進方向的示意圖；
圖6為正視角探測器和斜視角探測器的安裝位置的連線不平行于行進方向且斜視角探測器遠(yuǎn)離射線源時的示意圖；
圖7為正視角探測器和斜視角探測器的安裝位置的連線不平行于行進方向且斜視角探測器靠近射線源時的示意圖；
圖8為增加圓弧投影校正處理的示意圖；
圖9為根據(jù)本發(fā)明的增加了圓弧投影校正處理的實施例的實施例的示意圖；
圖10為探測器模塊133的接收面面向射線源排布的示意圖；
圖11為對掃射圖像直接進行弧形校正處理的示意圖；
圖12為對掃射圖像直接進行弧形校正處理的實施例的示意圖；
圖13為圖像顯示系統(tǒng)實時處理圖像的流程圖。
具體實施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輻射成像系統(tǒng)的示意性框圖。
如圖1所示，本發(fā)明的輻射成像系統(tǒng)100包括射線發(fā)生器110、正視角探測器120和斜視角探測器130。
射線發(fā)生器110，設(shè)置在檢測通道的一側(cè)，用于掃射正視角射線束和斜視角射線束，正視角射線束的正視角掃射面基本上垂直于行進方向，斜視角射線束的斜視角掃射面與正視角掃射面成預(yù)定夾角，并且射線發(fā)生器被設(shè)置為使得沿行進方向行進的車輛在經(jīng)過斜視角掃射面之后經(jīng)過正視角掃射面。
其中，射線發(fā)生器110可以包括正視角射線源和斜視角射線源，分別用于產(chǎn)生正視角射線束和斜視角射線束，以便于分別控制兩個視角射線源產(chǎn)生不同劑量的射線，更好地實現(xiàn)對車輛盡可能完整的掃描。
此外，射線發(fā)生器110還可以包括射線源111以及正視角準(zhǔn)直器112和斜視角準(zhǔn)直器113，射線源111用于產(chǎn)生射線，正視角準(zhǔn)直器112從射線源引出正視角射線束，斜視角準(zhǔn)直器113從射線源引出斜視角射線束。設(shè)定一個射線源可以方便對兩個視角射線束的控制。其中還可以通過控制準(zhǔn)直器以過濾射線束，實現(xiàn)對兩個視角射線束劑量率的控制。
為了便于檢測行駛中的車輛，本發(fā)明的檢測通道200允許車輛依次行駛經(jīng)過檢測通道200。將能夠分別掃射正視角射線束和斜視角射線束的射線發(fā)生器110設(shè)置在檢測通道200的一側(cè)，將能夠被正視角射線束掃射到的區(qū)域稱為正視角掃射面，能夠被斜視角射線束掃射到的區(qū)域稱為斜視角掃射面。其中，正視角射線束的正視角掃射面基本上垂直于車輛的行進方向，斜視角射線束的斜視角掃射面與正視角掃射面成預(yù)定夾角。并且，沿著行進方向行駛的車輛在檢測通道200上先行駛經(jīng)過斜視角掃射面，之后行駛經(jīng)過正視角掃射面?？梢酝ㄟ^人工控制或自動控制，使得在車輛的保護部位(例如駕駛室或駕駛室中駕乘人員乘坐位置)經(jīng)過斜視角掃射面后啟動斜視角射線束的掃射，在車輛的保護部位經(jīng)過正視角掃射面后啟動正視角射線束。這樣，至少正視角射線束能夠基本上完整地對整個車輛的除保護部位之外的部分，特別是整個車廂，進行掃射。以此，車輛能夠被輻射的部分更多，避讓的部分更少，檢測更為全面。
正視角探測器120，設(shè)置在檢測通道的另一側(cè)，用于接收正視角射線束，并檢測正視角射線束的強度，從而得到正視角圖像。
設(shè)置在檢測通道200另一側(cè)的正視角探測器120用于接收射線發(fā)生器產(chǎn)生的正視角射線束，并且正視角探測器120和正視角射線束都在正視角掃射面內(nèi)。
斜視角探測器130，設(shè)置在檢測通道的另一側(cè)，用于接收斜視角射線束，檢測斜視角射線束的強度，從而得到斜視角圖像。
設(shè)置在檢測通道200另一側(cè)的斜視角探測器130用于接收射線發(fā)生器產(chǎn)生的斜視角射線束，并且斜視角探測器130和斜視角射線束都在斜視角掃射面內(nèi)。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的輻射成像系統(tǒng)的示意性框圖。
如圖2所示，本發(fā)明法輻射成像系統(tǒng)100除了包括圖1所示的射線發(fā)生器110、正視角探測器120和斜視角探測器130外，還可以包括位置感測系統(tǒng)140和控制器150。
射線發(fā)生器110、正視角探測器120和斜視角探測器130的描述和圖1中的描述相同，在此不再贅述。
此外，位置感測系統(tǒng)140，用于感測車輛在檢測通道中的位置。
可以在檢測通道200的邊緣設(shè)置至少一個位置感測系統(tǒng)140，用于識別行駛車輛的類型和同一車輛的不同部位。位置感測系統(tǒng)140可以包括視覺傳感器、光電傳感器(如，光幕開關(guān))、金屬傳感器(如，地感線圈)、壓力傳感器以及它們的組合，用于識別行駛車輛的類型和同一車輛的不同部分，測量車輛的移動速度和/或位移和/或重量等。
位置感測系統(tǒng)140可以包括光電傳感器(圖中未示出)，由一端的光電傳感器發(fā)射光信號，另一端的光電傳感器接收光信號，通過接收的光信號的強弱判斷行駛車輛的類型、位置，以及確定同一車輛的不同部位。
其中，位置感測系統(tǒng)140可以包括車輛類型感測模塊(圖中未示出)和車輛位置感測模塊(圖中未示出)。
車輛類型感測模塊(圖中未示出)用于判斷檢測通道200中行進的車輛的類型。
例如，車輛類型感測模塊(圖中未示出)可以是設(shè)置在檢測通道200邊緣的兩個光電傳感器，并且該感測模塊的安裝位置在正視角掃射面的掃射范圍內(nèi)，由靠近正視角探測器的光電傳感器發(fā)射光信號，由靠近射線發(fā)生器的光電傳感器接收光信號。當(dāng)車輛行駛經(jīng)過該感測模塊的安裝位置時，由于光信號被擋無法被射線發(fā)生器附近的光電傳感器接收，表示有車輛通過，并對該車輛的類型進行判斷。
可以對接收到的光信號的強弱判斷光信號的被擋程度，從而判斷行駛車輛的類型。例如，載客的客車上有多個窗戶，當(dāng)光信號經(jīng)過窗戶時被擋的較少(例如，少于原發(fā)出光信號的20％)，光電傳感器可以接收較強的光信號(例如，多于原發(fā)出光信號的80％)，如果光電傳感器可以連續(xù)接收到較強的光信號，則可以判斷該車輛為客車。而無人乘坐的貨車大多沒有窗戶而多為暗箱，車輛通過時，光信號大部分被擋或者全部被擋而被光電傳感器接收的光信號較弱甚至為零，如果光電傳感器在預(yù)定時間內(nèi)(例如5s)一直接收較弱的光信號或者一直接收不到光信號，則可以判斷該車輛為貨車。
為了檢測不同高度的車輛，可以將光電傳感器設(shè)置為具有一定高度而不嚴(yán)格限制寬度。
車輛位置感測模塊(圖中未示出)用于基于車輛的類型確定保護部位的位置。
車輛位置感測模塊(圖中未示出)可以基于車輛類型感測模塊(圖中未示出)確定的車輛的類型來確定保護部位的位置。例如，車輛類型感測模塊(圖中未示出)判斷車輛為客車時，該車輛全部為保護部位，則不對該車輛進行掃射。當(dāng)車輛類型感測模塊(圖中未示出)判斷車輛為貨車時，則確定有人員乘坐的部位為保護部位，則在保證人員輻射安全的前提下對該車輛進行掃射。
控制器150，連接到位置感測系統(tǒng)和射線發(fā)生器，用于根據(jù)車輛在檢測通道中的位置，控制射線發(fā)生器掃射正視角射線束和斜視角射線束的時間，以確保車輛的保護部位的輻射安全，保護部位至少包括駕駛室中的人員乘坐位置。
上述保護部位可以包括整個駕駛室，在這種情況下，可以確保人員安全。保護部位也可以只包括人員乘坐位置，在此情況下，可以相應(yīng)地增加輻射成像檢測區(qū)域，至少可以保證人員安全。由此可以根據(jù)實際情況在上述兩種情況之間具體設(shè)定保護部位的大小。
而控制器150可以基于位置感測系統(tǒng)140的判斷結(jié)果控制射線發(fā)生器110何時掃射正視角射線束和/或斜視角射線束以及射線的劑量率。
例如，可以在位置感測系統(tǒng)140判定車輛的保護部位通過正視角掃射面之時或之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射正視角射線束和斜視角射線束。由于斜視角掃射面相對遠(yuǎn)離車輛駕駛室，司機的輻射劑量安全更容易得到保障。這樣，也能夠使得避讓的車輛部分最少，被掃射的車輛部分最多。
另外，還可以在位置感測系統(tǒng)140判定車輛的保護部位通過斜視角掃射面之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射斜視角射線束，并且在位置感測系統(tǒng)140判定車輛的保護部位通過正視角掃射面之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射正視角射線束。這樣，由于車輛的保護部位恰好避開了斜視角射線束和正視角射線束，司機的輻射劑量安全更容易得到保障，也能夠使得避讓的車輛部分最少，被掃射的車輛部分最多。
此外，還可以將正視角掃射面和斜視角掃射面所成的預(yù)定夾角的大小設(shè)置為：當(dāng)車輛的車頭到達(dá)正視角掃射面時，車輛的駕駛室的保護部位已通過斜視角掃射面，保護部位至少包括人員乘坐位置。
這樣，可以在位置感測系統(tǒng)140判定車輛的車頭到達(dá)正視角掃射面之時或之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射正視角掃射面和斜視角掃射面，并且至少在車輛的駕駛室的保護部位通過正視角掃射面之前，正視角射線束的強度被設(shè)置為不高于輻射安全強度。
即，正視角掃射面與斜視角掃射面的預(yù)定夾角的大小正好使得行駛的車輛的駕駛室的保護部位在兩個掃射面之間，也就是說，在車輛的車頭到達(dá)正視角掃射面時，車輛的駕駛室的保護部位已通過斜視角掃射面，該保護部位至少包括人員乘坐位置。
換言之，當(dāng)車輛的車頭到達(dá)正視角掃射面之時或之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射正視角射線束和斜視角射線束，兩個視角射線束的劑量率可以不同，并且在少在車輛的駕駛室的保護部位通過正視角射線束的正視角掃射面之前，正視角射線束的強度被設(shè)置為不高于輻射安全強度。
這樣，由于預(yù)定夾角的大小和輻射安全強度的限制，即使車輛的駕駛室的人員乘坐位置離開斜視角掃射面之后仍然能夠經(jīng)過正視角掃射面，但是司機的安全在正視角射線束的強度不高于輻射安全強度的情況下得以保障，同時使得車輛被掃射的部位最多。
那么，在車輛的駕駛室的保護部位通過正視角掃射面之后，控制器150可以控制射線發(fā)生器110提高正視角射線束的強度，方便正視角射線束和斜視角射線束同時對車輛的其余部位進行掃射，實現(xiàn)全面檢查。
優(yōu)選地，控制器150可以控制射線發(fā)生器100將正視角射線束的強度提高到與斜視角射線束的強度基本相同。這樣，兩個視角的射線強度相同，便于進行成像和分析。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的輻射成像系統(tǒng)的示意性框圖。
如圖3所示，本發(fā)明法輻射成像系統(tǒng)100除了包括圖2所示的射線發(fā)生器110、正視角探測器120、斜視角探測器130、位置感測系統(tǒng)140和控制器150外，還可以包括圖像處理系統(tǒng)160和圖像顯示系統(tǒng)170。
其中，相同的裝置實現(xiàn)相同的功能，在此不再贅述。
其中，圖像處理系統(tǒng)160用于對正視角圖像和/或斜視角圖像進行校正處理。
圖像顯示系統(tǒng)170用于基于正視角圖像和/或斜視角圖像進行顯示。
圖像處理系統(tǒng)160用于對正視角圖像和/或斜視角圖像進行校正處理。
正視角探測器120得到的正視角圖像和/或斜視角探測器130得到的斜視角圖像被傳輸?shù)綀D像處理系統(tǒng)160進行校正處理。
其中，圖像處理系統(tǒng)160可以對正視角圖像和/或斜視角圖像進行預(yù)處理，包括不一致性校正、亮度校正等，使得正視角圖像和斜視角圖像亮度一致，減少因射線劑量波動或其它原因引起的圖像不一致。
圖像處理系統(tǒng)160也可以在得到的正視角圖像和/或斜視角圖像高度不一致或圖像變形等時，對它們進行幾何校正處理，以獲得高度一致的兩個視角圖像。
圖像處理系統(tǒng)160還可以計算同一對象在校正處理后的正視角圖像和斜視角圖像中的視差。
圖像處理系統(tǒng)160可以對幾何校正的兩個視角的圖像進行配準(zhǔn)，自動獲取兩個視角圖像的視差，作為后續(xù)3D顯示視差調(diào)整的參數(shù)。
圖像處理系統(tǒng)160可以根據(jù)視差計算出該對象相對于射線源111的距離(深度)，從而可以在例如正視角圖像中以不同顏色或灰度表示不同的距離。
圖像顯示系統(tǒng)170用于基于正視角圖像和/或斜視角圖像進行顯示。
圖像顯示系統(tǒng)170可以基于處理后的兩個視角的圖像進行顯示，可以顯示雙視角視圖以便用戶左右眼分別觀看，從而產(chǎn)生3D圖像效果，提升3D顯示效果。也可以只顯示一個視角(例如正視角)的圖像，并在其中以不同顏色或灰度表示不同的距離。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個示例的輻射成像系統(tǒng)布置示意圖的俯視圖。
如圖4所示，本發(fā)明的輻射成像系統(tǒng)100包括射線源111、正視角準(zhǔn)直器112、斜視角準(zhǔn)直器113、正視角探測器120、斜視角探測器130、位置感測系統(tǒng)140、控制器150、圖像處理系統(tǒng)160和圖像顯示系統(tǒng)170。
射線發(fā)生器110，設(shè)置在檢測通道200的一側(cè)，用于掃射正視角射線束和斜視角射線束，正視角射線束的正視角掃射面基本上垂直于行進方向，斜視角射線束的斜視角掃射面與正視角掃射面成預(yù)定夾角，并且射線發(fā)生器被設(shè)置為使得沿行進方向行進的車輛A在經(jīng)過斜視角掃射面之后經(jīng)過正視角掃射面。
在本實施例中，射線發(fā)生器110包括射線源111、正視角準(zhǔn)直器112和斜視角準(zhǔn)直器113，射線源111用于產(chǎn)生射線R，正視角準(zhǔn)直器112從射線源引出正視角射線束，斜視角準(zhǔn)直器113從射線源引出斜視角射線束。
為了便于檢測行駛中的車輛A，本發(fā)明的檢測通道200允許車輛A依次行駛經(jīng)過檢測通道200。將能夠分別掃射正視角射線束和斜視角射線束的射線發(fā)生器110設(shè)置在檢測通道200的一側(cè)，將能夠被正視角射線束掃射到的區(qū)域稱為正視角掃射面，能夠被斜視角射線束掃射到的區(qū)域稱為斜視角掃射面。其中，正視角射線束的正視角掃射面基本上垂直于車輛A的行進方向，斜視角射線束的斜視角掃射面與正視角掃射面成預(yù)定夾角。并且，沿著行進方向行駛的車輛A在檢測通道200上先行駛經(jīng)過斜視角掃射面，之后行駛經(jīng)過正視角掃射面，以此，車輛A能夠被輻射的部分更多，避讓的部分更少，檢測更為全面。
正視角探測器120，設(shè)置在檢測通道200的另一側(cè)，用于接收正視角射線束，并檢測正視角射線束的強度，從而得到正視角圖像。
設(shè)置在檢測通道200另一側(cè)的正視角探測器120接收設(shè)置在檢測通道200一側(cè)的射線發(fā)生器110掃射的正視角射線束，并檢測正視角射線束的強度，從而得到正視角圖像。其中，正視角射線束術(shù)的正視角掃射面基本上垂直于車輛A的行進方向。
斜視角探測器130，設(shè)置在檢測通道200的另一側(cè)，用于接收斜視角射線束，檢測斜視角射線束的強度，從而得到斜視角圖像。
同樣的，設(shè)置在檢測通道200另一側(cè)的斜視角探測器130接收設(shè)置在檢測通道200一側(cè)的射線發(fā)生器110掃射的斜視角射線束，并檢測斜視角射線束的強度，從而得到斜視角圖像。其中，斜視角射線束的斜視角掃射面與正視角掃射面成預(yù)定夾角。
位置感測系統(tǒng)140用于感測車輛A在檢測通道200中的位置。
如圖4所示，可以在檢測通道200的邊緣設(shè)置至少一個位置感測系統(tǒng)140，用于識別行駛車輛A的類型和同一車輛A的不同部位。位置感測系統(tǒng)140可以包括視覺傳感器、光電傳感器(如，光幕開關(guān))、金屬傳感器(如，地感線圈)、壓力傳感器以及它們的組合，用于識別行駛車輛A的類型和同一車輛A的不同部分，測量車輛A的移動速度和/或位移和/或重量等。
位置感測系統(tǒng)140可以包括光電傳感器(圖中未示出)，由一端的光電傳感器發(fā)射光信號，另一端的光電傳感器接收光信號，通過接收的光信號的強弱判斷行駛車輛A的類型、位置，以及確定同一車輛A的不同部位。
其中，位置感測系統(tǒng)140可以包括車輛類型感測模塊(圖中未示出)和車輛位置感測模塊(圖中未示出)。
車輛類型感測模塊(圖中未示出)用于判斷檢測通道200中行進的車輛的類型。
例如，車輛類型感測模塊(圖中未示出)可以是設(shè)置在檢測通道200邊緣的兩個光電傳感器，并且該感測模塊的安裝位置在正視角掃射面的掃射范圍內(nèi)，由靠近正視角探測器的光電傳感器發(fā)射光信號，由靠近射線發(fā)生器的光電傳感器接收光信號。當(dāng)車輛A行駛經(jīng)過該感測模塊的安裝位置時，由于光信號被擋無法被射線發(fā)生器附近的光電傳感器接收，表示有車輛A通過，并對該車輛A的類型進行判斷。
可以對接收到的光信號的強弱判斷光信號的被擋程度，從而判斷行駛車輛A的類型。例如，載客的客車上有多個窗戶，當(dāng)光信號經(jīng)過窗戶時被擋的較少(例如，少于原發(fā)出光信號的20％)，光電傳感器可以接收較強的光信號(例如，多于原發(fā)出光信號的80％)，如果光電傳感器可以連續(xù)接收到較強的光信號，則可以判斷該車輛A為客車。而無人乘坐的貨車大多沒有窗戶而多為暗箱，車輛A通過時，光信號大部分被擋或者全部被擋而被光電傳感器接收的光信號較弱甚至為零，如果光電傳感器在預(yù)定時間內(nèi)(例如5s)一直接收較弱的光信號或者一直接收不到光信號，則可以判斷該車輛A為貨車。
為了檢測不同高度的車輛A，可以將光電傳感器設(shè)置為具有一定高度而不嚴(yán)格限制寬度。
車輛位置感測模塊(圖中未示出)用于基于車輛的類型確定保護部位的位置。
車輛位置感測模塊(圖中未示出)可以基于車輛類型感測模塊(圖中未示出)確定的車輛的類型來確定保護部位的位置。例如，車輛類型感測模塊(圖中未示出)判斷車輛為客車時，該車輛全部為保護部位，則不對該車輛進行掃射。當(dāng)車輛類型感測模塊(圖中未示出)判斷車輛為貨車時，則確定有人員乘坐的部位為保護部位，則在保證人員輻射安全的前提下對該車輛進行掃射。
控制器150連接到位置感測系統(tǒng)140和射線發(fā)生器110，用于根據(jù)車輛A在檢測通道200中的位置，控制射線發(fā)生器110掃射正視角射線束和斜視角射線束的時間，以確保車輛A的保護部位的輻射安全，保護部位至少包括駕駛室中的人員乘坐位置。
上述保護部位可以包括整個駕駛室，在這種情況下，可以確保人員安全。保護部位也可以只包括人員乘坐位置，在此情況下，可以相應(yīng)地增加輻射成像檢測區(qū)域，至少可以保證人員安全。由此可以根據(jù)實際情況在上述兩種情況之間具體設(shè)定保護部位的大小。
而控制器150可以基于位置感測系統(tǒng)140的判斷結(jié)果控制射線發(fā)生器110何時掃射正視角射線束和/或斜視角射線束以及射線的劑量率。
例如，可以在位置感測系統(tǒng)140判定車輛A的保護部位通過正視角掃射面之時或之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射正視角射線束和斜視角射線束。由于斜視角掃射面相對遠(yuǎn)離車輛駕駛室，司機的輻射劑量安全更容易得到保障。這樣，也能夠使得避讓的車輛部分最少，被掃射的車輛部分最多。
另外，還可以在位置感測系統(tǒng)140判定車輛A的保護部位通過斜視角掃射面之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射斜視角射線束，并且在位置感測系統(tǒng)140判定車輛A的保護部位通過正視角掃射面之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射正視角射線束。這樣，由于車輛A的保護部位恰好避開了斜視角射線束和正視角射線束，司機的輻射劑量安全更容易得到保障，也能夠使得避讓的車輛部分最少，被掃射的車輛部分最多。
此外，還可以將正視角掃射面和斜視角掃射面所成的預(yù)定夾角的大小設(shè)置為：當(dāng)車輛的車頭到達(dá)正視角掃射面時，車輛的駕駛室的保護部位已通過斜視角掃射面，保護部位至少包括人員乘坐位置。
這樣，可以在位置感測系統(tǒng)140判定車輛A的車頭到達(dá)正視角掃射面之時或之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射正視角掃射面和斜視角掃射面，并且至少在車輛A的駕駛室的保護部位通過正視角掃射面之前，正視角射線束的強度被設(shè)置為不高于輻射安全強度。
即，正視角掃射面與斜視角掃射面的預(yù)定夾角的大小正好使得行駛的車輛的駕駛室的保護部位在兩個掃射面之間，也就是說，在車輛A的車頭到達(dá)正視角掃射面時，車輛A的駕駛室的保護部位已通過斜視角掃射面，該保護部位至少包括人員乘坐位置。
換言之，當(dāng)車輛A的車頭到達(dá)正視角掃射面之時或之后，控制器150控制射線發(fā)生器110開始掃射正視角射線束和斜視角射線束，兩個視角射線束的劑量率可以不同，并且在少在車輛A的駕駛室的保護部位通過正視角射線束的正視角掃射面之前，正視角射線束的強度被設(shè)置為不高于輻射安全強度。
這樣，由于預(yù)定夾角的大小和輻射安全強度的限制，即使車輛A的駕駛室的人員乘坐位置離開斜視角掃射面之后仍然能夠經(jīng)過正視角掃射面，但是司機的安全在正視角射線束的強度不高于輻射安全強度的情況下得以保障，同時使得車輛A被掃射的部位最多。
那么，在車輛A的駕駛室的保護部位通過正視角掃射面之后，控制器150可以控制射線發(fā)生器110提高正視角射線束的強度，方便正視角射線束和斜視角射線束同時對車輛A的其余部位進行掃射，實現(xiàn)全面檢查。
優(yōu)選地，控制器150可以控制射線發(fā)生器100將正視角射線束的強度提高到與斜視角射線束的強度基本相同。這樣，兩個視角的射線強度相同，便于進行成像和分析。
其中，射線發(fā)生器110可以包括正視角射線源(圖中未示出)和斜視角射線源(圖中未示出)，也可以包括射線源111、正視角準(zhǔn)直器112和斜視角準(zhǔn)直器113。
當(dāng)射線發(fā)生器110可以包括正視角射線源(圖中未示出)和斜視角射線源(圖中未示出)時，則分別由正視角射線源(圖中未示出)掃射正視角射線束，斜視角射線源(圖中未示出)掃射斜視角射線束。
控制器150可以分別控制正視角射線源(圖中未示出)掃射正視角射線束和斜視角射線源(圖中未示出)掃射斜視角射線束，同時控制輻射的劑量率。
當(dāng)射線發(fā)生器110包括射線源111、正視角準(zhǔn)直器112和斜視角準(zhǔn)直器113。射線源111用于產(chǎn)生射線，正視角準(zhǔn)直器112用于從射線源引出正視角射線束，斜視角準(zhǔn)直器113用于從射線源引出斜視角射線束?？刂破?50控制射線源產(chǎn)生射線，并控制射線的劑量率。
圖像處理系統(tǒng)160用于對正視角圖像和/或斜視角圖像進行校正處理。
正視角探測器120得到的正視角圖像和/或斜視角探測器130得到的斜視角圖像被傳輸?shù)綀D像處理系統(tǒng)160進行校正處理。
其中，圖像處理系統(tǒng)160可以對正視角圖像和/或斜視角圖像進行預(yù)處理，包括不一致性校正、亮度校正等，使得正視角圖像和斜視角圖像亮度一致，減少因射線劑量波動或其它原因引起的圖像不一致。
圖像處理系統(tǒng)160也可以在得到的正視角圖像和/或斜視角圖像高度不一致或圖像變形等時，對它們進行幾何校正處理，以獲得高度一致的兩個視角圖像。
圖像處理系統(tǒng)160還可以計算同一對象在校正處理后的正視角圖像和斜視角圖像中的視差。
圖像處理系統(tǒng)160可以對幾何校正的兩個視角的圖像進行配準(zhǔn)，自動獲取兩個視角圖像的視差，作為后續(xù)3D顯示視差調(diào)整的參數(shù)。
圖像處理系統(tǒng)160可以根據(jù)視差計算出該對象相對于射線源111的距離(深度)，從而可以在例如正視角圖像中以不同顏色或灰度表示不同的距離。
圖像顯示系統(tǒng)170用于基于正視角圖像和/或斜視角圖像進行顯示。
圖像顯示系統(tǒng)170可以基于處理后的兩個視角的圖像進行顯示，可以顯示雙視角視圖以便用戶左右眼分別觀看，從而產(chǎn)生3D圖像效果，提升3D顯示效果。也可以只顯示一個視角(例如正視角)的圖像，并在其中以不同顏色或灰度表示不同的距離。
上述圖像處理系統(tǒng)160將從兩個視角的探測器獲得的圖像分別進行處理，得到處理后的圖像。由于兩個視角探測器的安裝位置相對于射線發(fā)生器不對稱，被掃射車輛輻射成像的幾何參數(shù)會存在差異，各視角的相同位置的探測器接收到的信號在高度方向所對應(yīng)的空間物體將不會完全一致，因此同一車輛在兩個視角圖像中的高度坐標(biāo)值會存在差異，這將對3D顯示效果形成一定影響，具體分析如下圖5所示。
圖5為正視角探測器和斜視角探測器的安裝位置的連線平行于行進方向的示意圖。
如圖5所示，正視角探測器120和斜視角探測器130分別包括水平探測器陣列121和垂直探測器陣列122，垂直探測器陣列122被設(shè)置為垂直于地面，水平探測器陣列121被設(shè)置為平行于地面，且從垂直探測器陣列122的頂端向射線源111方向延伸。正視角探測器120的水平探測器陣列121垂直于行進方向。斜視角探測器130的水平探測器陣列121與正視角探測器120的水平探測器陣列121之間成預(yù)定夾角。
圖5中，S為射線源111的位置，兩個視角垂直探測器陣列122垂直地面且在各自的射線掃射面內(nèi)，同時水平探測器陣列121也在各自的射線掃射面內(nèi)且垂直于垂直探測器陣列122，D0和D1分別為兩個視角探測器的垂直探測器陣列122與地面的交點。假設(shè)被掃射車輛A上某點V通過檢測通道200，分別在V0和V1位置被射線穿透后的投影成像到位置處于兩個視角的垂直探測器陣列122上，其對應(yīng)點分別為DV0和DV1，V0G0和V1G1分別為V0和V1到地面的垂線，可知V0G0＝V1G1。當(dāng)D0D1平行G0G1時，即兩個視角垂直探測器陣列122的安裝位置的連線平行于檢測通道200(平行于車輛行進方向)，則有ΔSV0G0～ΔSDV0D0、ΔSV1G1～ΔSDV1D1、ΔSG0G1～ΔSD0D1，由相似三角形對應(yīng)邊成比例特性可知：
則有，DV0D0＝DV1D1 (1)
可知當(dāng)兩個視角的垂直探測器陣列122的安裝位置的連線平行于車輛行進方向時(以下簡稱平行的安裝位置)，車輛A上某點在垂直探測器陣列上投影成像所對應(yīng)的圖像的高度坐標(biāo)值會相同。
同理可知，當(dāng)兩個視角垂直探測器陣列122的安裝位置的連線平行與檢測通道200，車輛A上某點H通過檢測通道200時，分別在H0和H1位置被射線R穿透后的投影成像到位置處于兩個視角的水平探測器陣列121上，其對應(yīng)點分別為HV0和HV1，H0G0和H1G1分別為H0和H1到地面的垂線，可知H0G0＝H1G1。當(dāng)D0D1平行G0G1時，即兩個視角垂直探測器陣列122的安裝位置的連線平行于檢測通道200(平行于車輛行進方向)，由相似三角形對應(yīng)邊成比例特性可知：
在水平探測器陣列上投影成像所對應(yīng)的圖像的高度坐標(biāo)值會成固定比例：
其中，S′為射線源S在水平探測器陣列121所在水平面的投影，SS′的連線垂直于地面；D0′為正視角探測器120的垂直探測器陣列122和水平探測器陣列121的連接點；D1′為斜視角探測器130的垂直探測器陣列122和水平探測器陣列121的連接點。
即，若正視角探測器120和斜視角探測器130各自的垂直探測器陣列122的安裝位置之間的連線可以平行于行進方向，那么車輛A上某點在垂直探測器陣列122上輻射成像所對應(yīng)的圖像高度坐標(biāo)值會相同，同理，車輛A上某點在水平方向探測器陣列121上輻射成像所對應(yīng)的圖像的高度坐標(biāo)值會成固定比例。這種情況下，可以不對圖像的高度進行幾何校正。
圖6和圖7為斜視角垂直探測器陣列122的安裝位置與正視角垂直探測器陣列122的安裝位置的連線不平行于車輛行進方向的示意圖。
如圖6中實線所示，物體某點在兩個視角垂直探測器陣列122上透射成像所對應(yīng)的圖像高度坐標(biāo)值會有差異，結(jié)合式(1)，可知其具體關(guān)系如下：
其中，虛線為斜視角垂直探測器陣列122的安裝位置與正視角垂直探測器陣列122的安裝位置的連線平行于車輛A行進方向時斜視角探測器陣列的安裝位置，DC1為平行的安裝位置時斜視角垂直探測器陣列122與地面的交點，D′C1為平行的安裝位置時水平探測器陣列121與垂直探測器陣列122的交點。LT1為斜視角探測器130與正視角探測器120平行的安裝位置與射線源111之間的距離，LP1為斜視角探測器130實際安裝位置與射線源111之間的距離。
結(jié)合式(2)可知，此安裝位置斜視角水平探測器陣列121上圖像高度坐標(biāo)與正視角圖像坐標(biāo)關(guān)系如下：
其中，斜視角垂直探測器陣列122的安裝位置相對于平行的安裝位置可前可后，即LP1可大于等于也可小于LT1。
由式(3)和式(4)可確定兩個視角圖像高度坐標(biāo)之間的映射關(guān)系，進而可對兩個視角掃射圖像進行幾何校正，使得車輛A同一點在兩個視角圖像上高度坐標(biāo)保持一致，以提升3D顯示效果。
即，當(dāng)正視角探測器120和斜視角探測器130各自的垂直探測器陣列122的安裝位置之間的連線與行進方向不平行時，圖像處理系統(tǒng)160對正視角圖像和/或斜視角圖像進行幾何校正，以使沿行進方向行駛的車輛A上的同一個點在幾何校正后的正視角圖像和斜視角圖像的高度坐標(biāo)值相同，以提高3D顯示效果。
此外，正視角探測器120和斜視角探測器130還可以分別包括多個探測器模塊133，每個探測器模塊133包括多個探測器單元134，正視角探測器120和斜視角探測器130分別具有水平基準(zhǔn)線和/或垂直基準(zhǔn)線，每個探測器模塊133的射線接收面的中心位置與其所對應(yīng)的射線源111的連線垂直于射線接收面，此時，圖像處理系統(tǒng)160可對正視角圖像和斜視角圖像分別進行向心排布校正，以將多個探測器單元134的探測結(jié)果分別投影到水平基準(zhǔn)線或垂直基準(zhǔn)線上。
更進一步地，圖像處理系統(tǒng)160可以將正視角圖像和斜視角圖像投影到以正視角射線束和斜視角射線束的射線源111為圓心的圓弧上，并且對正視角圖像和/或斜視角圖像進行圓弧投影校正，從而得到正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像，以使沿行進方向行駛的車輛A上的同一個點在正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像中的角度參數(shù)相同。
其中，角度參數(shù)可以是指以兩個視角的水平探測器陣列121靠近射線源111處的第一個探測器為探測器陣列的原點0與射線源111的連線與射線源111垂直于地面的軸線之間的夾角θ0，每個探測器覆蓋的射線夾角Δθ。角度參數(shù)也可以指在車輛A上某點在兩個視角各自的極坐標(biāo)系中，各射線R與其在地面的投影之間的夾角，即在各自極坐標(biāo)系中的極角。
應(yīng)當(dāng)理解，在圖5所示的系統(tǒng)布置的情況下，也可以執(zhí)行上述向心排布和圓弧投影校正處理。
上述圖像處理系統(tǒng)160具體處理的步驟如下：
第一步：對兩個視角掃射圖像分別進行預(yù)處理，包括不一致性校正、亮度校正(若射線R存在劑量波動)等。
第二步：根據(jù)輻射成像系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)，對兩個視角的預(yù)處理后圖像進行幾何校正，使得同一物體在兩個視角圖像上高度坐標(biāo)保持一致。
可以在第二步后增加第三步。
第三步：對經(jīng)過幾何校正的兩個視角圖像進行配準(zhǔn)，自動獲取兩個視角圖像的視差，作為后續(xù)3D顯示視差調(diào)整的參數(shù)。
上述處理步驟第二步具體可采用如下方法：
正視角探測器和斜視角探測器各自的垂直探測器陣列的安裝位置之間的連線與行進方向不平行，圖像處理方法包括：對正視角圖像和/或斜視角圖像進行幾何校正，以使沿行進方向行進的車輛A上的同一個點在幾何校正后的正視角圖像和斜視角圖像中的高度相同。
以正視角圖像為基準(zhǔn)，對斜視角圖像在高度方向進行幾何校正，圖像中每行中各像素采用相同的參數(shù)進行校正，設(shè)r為校正前斜視角圖像的行號，r′為校正后斜視角圖像的行號。當(dāng)斜視角探測器不在與正視角探測器平行的安裝位置DC1D′C1時，即LP1≠LT1，則在水平方向或垂直方向部分探測器陣列的圖像會投影至平行安裝位置的垂直探測器陣列122'或水平探測器陣列121'上。根據(jù)斜視角探測器130安裝位置的前后不同，分為LP1≥LT1和LP1<LT1兩種情況：
1)當(dāng)LP1≥LT1，如圖6所示：
根據(jù)上式(3)、(4)，可得到以下計算式(5-1)：
其中，rC′為SD1′與DC1D′C1的交點所對應(yīng)的探測器行號，rH為D′C1在校正前斜視角圖像所對應(yīng)的探測器行號，rH′為D′C1在校正后斜視角圖像所對應(yīng)的探測器行號。Δd為探測器接收面沿探測器陣列方向的寬度。α為射線R與SDC1的夾角。
2)當(dāng)LP1<LT1，如圖7所示：
根據(jù)上式(3)、(4)，可得到以下計算式(5-2)：
其中，rH為D1′在校正前斜視角圖像所對應(yīng)的探測器行號，rC′為D1′在校正后斜視角圖像所對應(yīng)的探測器行號，rH′分別為D′C1在校正后斜視角圖像所對應(yīng)的探測器行號。α為射線R與SDC1的夾角。
上述式(5-1)、(5-2)中圖像高度坐標(biāo)原點為圖像最下部，對應(yīng)垂直方向探測器組最底部的探測器，即圖5中D0和D1位置探測器。計算時r′取整數(shù)逐一運算，得到的r為小數(shù)，進而將r表示為整數(shù)部分ri和小數(shù)部分rf之和：
r＝ri+rf (6)
對每列圖像逐一進行校正，設(shè)該列圖像校正前灰度值為G(r)，可采用線性插值法計算校正后該列圖像灰度值G(r′)：
G(r′)＝rf*G(ri)+(1-rf)*G(ri+1) (7)
其中，線性插值法是數(shù)學(xué)、計算機圖形學(xué)等領(lǐng)域廣泛使用的一種簡單插值方法?；叶戎凳侵负诎讏D像中點的顏色深度，范圍一般從0到255，白色為255，黑色為0，故黑白圖片也稱灰度圖像，在醫(yī)學(xué)、圖像識別領(lǐng)域有很廣泛的用途。
根據(jù)本發(fā)明，上述處理步驟第二步幾何校正還可以增加圓弧投影校正處理。由于射線源位置固定且為近似點光源，目前常用的L型線陣探測器排布方式C1會引起圖像幾何變形，較理想的探測器布局方式是以射線源為中心進行圓弧排布，如圖8中虛線所示圓弧型探測器排布方式C2。因此，可將探測器按L型排布的幾何結(jié)構(gòu)投影至設(shè)定的理想圓弧上，計算投影過程中L型排布探測器位置和理想的圓弧型排布探測器位置之間的幾何映射關(guān)系，實現(xiàn)進一步幾何校正，具體如圖9所示。
其中，正視角探測器和斜視角探測器分別包括多個探測器模塊，每個探測器模塊包括多個探測器單元，正視角探測器和斜視角探測器分別具有水平基準(zhǔn)線和/或垂直基準(zhǔn)線，每個探測器模塊的射線接收面的中心位置與其所對應(yīng)的射線源的連線垂直于射線接收面，圖像處理方法包括：對正視角圖像和斜視角圖像分別進行向心排布校正，以將多個探測器單元的探測結(jié)果分別投影到水平基準(zhǔn)線或垂直基準(zhǔn)線上。
將正視角圖像和斜視角圖像投影到以正視角射線束和斜視角射線束的射線源為圓心的圓弧上，并且對正視角圖像和/或斜視角圖像進行圓弧投影校正，從而得到正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像，以使沿行進方向行進的車輛A上的同一個點在正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像中的角度參數(shù)相同。
圖9中方框為探測器模塊133，每個探測器模塊133中包含若干個探測單元134，對應(yīng)圖像每個像素，以下簡稱探測器。設(shè)H為水平探測器臂架高度，θ0為水平方向第一個探測器與射線源連線與垂直方向的夾角，L1為射線源111與垂直方向探測器之間的水平距離，L2為設(shè)定的理想圓弧探測器安裝位置與射線源111之間的距離，d為每個探測器的寬度，以上參數(shù)在掃描系統(tǒng)設(shè)計及安裝之后即確定，為已知參數(shù)。則有：
其中Δθ為每個探測器覆蓋的射線夾角，由于Δθ很小，則
設(shè)探測器陣列的原點為水平方向探測器陣列第一個探測器位置，如圖9中所示，若投影圓弧上第r′個探測器位置所對應(yīng)的實際探測器位置在水平方向探測器臂架上r位置，則r距原點水平方向距離DH為：
DH＝(tan(θ0+r′*Δθ)-tanθ0)*H
其對應(yīng)探測器序號，即圖像行號r為：
若投影圓弧上第r′個探測器位置所對應(yīng)的實際探測器位置在垂直方向探測器臂架上r位置，則r距原點垂直方向距離DV為：
DV＝H-cot(θ0+r′*Δθ)*L1
其對應(yīng)探測器序號，即圖像行號r為：
r＝rH+DV/d＝rH+(H-cot(θ0+r′*Δθ)*L1)/d (9)
其中rH為水平方向探測器數(shù)目。
根據(jù)式(8)、(9)，采用第二步式(6)、(7)同樣的方法，計算校正后該列圖像灰度值G(r′)，對每列圖像逐一進行校正，其中第二步結(jié)果作為第三步的輸入。由于第二步已完成兩個視角的統(tǒng)一校正，該步驟只需要分別對兩個視角進行上述同樣的圓弧投影校正處理即可。
優(yōu)選地，在進行上述圓弧投影校正處理之前還可以根據(jù)探測器實際排布情況進行向心排布校正。實際應(yīng)用場合中，各探測器模塊133通常會向心排布安置在L型臂架上，如圖10所示，向心排布可以在一定程度上減少圖像的幾何變形。因此，可將向心排布的探測器投影至L型直角邊上，計算投影過程中向心排布探測器位置和理想的L型排布探測器位置之間的幾何映射關(guān)系，實現(xiàn)進一步幾何校正，具體如圖10所示：
圖10中方框為探測器模塊133，每個探測器模塊133中包含M個探測單元，對應(yīng)圖像M個像素，以下簡稱探測器。由于要使射線R穿過每個探測器模塊133的中心線保證向心，每個模塊與安裝臂架的夾角會不同，如圖10所示，設(shè)第n個模塊與臂架夾角為βn，其投影到臂架上的寬度為Mn，D為每個探測器模塊133的寬度，d為每個探測器的寬度。
對于水平方向臂架上的探測器，有：
對于垂直方向臂架上的探測器，有：
將式(10)代入(8)，式(11)代入(9)即可獲得探測器向心安裝時的實際行號ra和理想的圓弧型排布探測器位置行號r′之間的換算關(guān)系，進而采用第二步式(6)、(7)同樣的方法，計算校正后該列圖像灰度值G(r′)即可。
可選的，還可以直接進行如下弧形校正。
將正視角圖像和斜視角圖像投影到以正視角射線束和斜視角射線束的射線源為圓心的圓弧上，并且對正視角圖像和/或斜視角圖像進行圓弧投影校正，從而得到正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像，以使沿行進方向行進的車輛A上的同一個點在正視角圓弧投影圖像和斜視角圓弧投影圖像中的角度參數(shù)相同。
具體如圖11所示，以射線源為原點極坐標(biāo)系中，原始圖像的第r個像素，對應(yīng)第r個探測器d(ρr,θr)，灰度值為Gr,在半徑為ρ的弧上,探測器的間距為Δl，位置為d(ρ,θr’)的探測器，即校正后圖像的第r’個像素，灰度值為：
當(dāng)且僅當(dāng)θr≤θr’≤θr+1 (12)
如圖12所示，極坐標(biāo)系極點為S(射線源111)，正視角和斜視角的極軸分別為SD0和SD1，圖中順時針方向為極角正方向。V0和V1分別為車輛A同一點在通過檢測通道200時，在正視角平面和斜視角平面內(nèi)的交點。V0＇和V1＇分別為V0和V1在經(jīng)過S的水平面的投影，α為S V1＇與S V0＇的夾角。θ0和θ1分別為過V0和V1的射線與水平面在各自掃射面內(nèi)的夾角，即V0和V1在各自極坐標(biāo)系中的極角。ρ0為射線源111到正視角投影弧Z1的距離，ρ0射線源111到斜視角投影弧Z2的距離，兩者大小相同。為經(jīng)過弧形校正之后，該點在圖像中垂直被檢物相對運動方向的坐標(biāo)r0′與r1′應(yīng)相同，即
r0′(θ0)＝r1′(θ1)， (13)
令正視角坐標(biāo)為
其中Δθ0為常數(shù)，即正視角投影弧Z1上的像素間距，
從圖10可知，
得，
連列公式(13)(14)(16)，得斜視角投影弧Z2上的坐標(biāo)為
斜視角探測器130上圖像灰度值的計算方法與正視角完全相同，即按公式(12)計算。
綜上，即可實現(xiàn)以正視角圖像為基準(zhǔn)，對斜視角圖像在高度方向的幾何校正，使得兩個視角獲得的圖像的高度一致。
上述圖4中圖像顯示系統(tǒng)170將處理后的兩幅掃描圖像作為3D顯示的左、右圖像輸入，在現(xiàn)有的3D顯示設(shè)備或裝置進行3D顯示，以實現(xiàn)被掃描的空間物體的3D信息再現(xiàn)，并呈現(xiàn)出具有縱深感的3D圖像。具體可采用的3D顯示技術(shù)及其裝置可以為，分色式、偏振光式、主動快門式等3D顯示技術(shù)實現(xiàn)的3D顯示器、投影儀等，以及虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)實現(xiàn)的顯示頭盔、眼鏡等；還可以采用光柵3D顯示、集成成像3D顯示、體3D顯示和全息3D顯示等裸眼3D顯示技術(shù)實現(xiàn)的3D顯示裝置。
另外，上述圖4中圖像顯示系統(tǒng)170還可以增加圖像實時處理功能，處理方式如圖13所示：
在步驟S100中將圖像處理系統(tǒng)160獲得的圖像作為輸入圖像送至實時處理模塊，實時處理模塊對兩幅圖像自動或由用戶選擇進行相應(yīng)圖像處理。
在步驟S200中，一方面將處理后的兩幅圖像以圖像處理系統(tǒng)160配準(zhǔn)獲得的視差參數(shù)為基準(zhǔn)進行視差調(diào)節(jié)，例如，按照設(shè)定的參數(shù)或?qū)崟r調(diào)整參數(shù)對兩幅圖像進行左右平移處理或截取圖像中相應(yīng)部分；另一方面，可將處理后的兩幅圖像再次作為輸入圖像送至實時處理模塊，繼續(xù)進行實時處理。
在步驟S300中，將進行了視差調(diào)節(jié)的兩幅圖像作為3D顯示輸入圖像進行顯示，以達(dá)到調(diào)整3D圖像顯示效果的目的。
在用戶查看圖像的過程中，也可將當(dāng)前處理的結(jié)果作為輸入再送至實時處理模塊，繼續(xù)進行實時處理，再顯示處理后的3D圖像，達(dá)到連續(xù)調(diào)整3D圖像效果的目的。具體每步處理可為：圖像放大、縮小、鏡像，亮度、對比度調(diào)節(jié)，圖像平滑、濾波，圖像增強(如灰度拉伸、直方圖均衡、線性或非線性變換)等各類圖像處理方法。
此外，上述圖4中圖像顯示系統(tǒng)170還可以增加用戶工作業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)操作功能，提供數(shù)據(jù)接口獲取、提交與查圖工作相關(guān)的數(shù)據(jù)、信息。例如，當(dāng)該系統(tǒng)用于海關(guān)集裝箱掃描安檢工作，在查圖時，可獲取被檢集裝箱的相關(guān)信息進行顯示，如報關(guān)單、發(fā)貨地、貨主公司信息等，作為參考以提高查驗效果；在查圖工作中可在圖像中進行標(biāo)注，并選擇或填寫查驗結(jié)果，將這些業(yè)務(wù)信息提交至數(shù)據(jù)管理后臺，如數(shù)據(jù)庫，便于查驗業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的交互和存儲。
上文中已經(jīng)參考附圖詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的輻射成像系統(tǒng)和圖像處理方法。
此外，根據(jù)本發(fā)明的方法還可以實現(xiàn)為一種計算機程序，該計算機程序包括用于執(zhí)行本發(fā)明的上述方法中限定的上述各步驟的計算機程序代碼指令?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明的方法還可以實現(xiàn)為一種計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品包括計算機可讀介質(zhì)，在該計算機可讀介質(zhì)上存儲有用于執(zhí)行本發(fā)明的上述方法中限定的上述功能的計算機程序。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將明白的是，結(jié)合這里的公開所描述的各種示例性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以被實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。
附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的系統(tǒng)和方法的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實現(xiàn)中，方框中所標(biāo)記的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)記的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或操作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。
以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應(yīng)用或?qū)κ袌鲋械募夹g(shù)的改進，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實施例。
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