一种新的X射线图像增强算法
作者：李汉志,赵宝升,李 伟
来源：《现代电子技术》2010年第10期
        摘 要:基于X射线影像增强器的视觉系统所成图像的缺点是动态范围小,对比度不够高。为此,提出一种新的 X射线图像增强算法。首先在高低两个不同射线管电压下分别获取两幅图像,利用离散小波变换对其进行多分辨率图像融合,以扩展X射线图像动态范围,之后再利用双平台直方图均衡算法对融合图像进行增强。实验结果显示,射线图像得到有效增强。
        关键词:X射线图像; 图像增强; 图像融合; 双平台直方图均衡化
        中图分类号:TP391.4 文献标识码:A
        文章编号:1004-373X(2010)10-0105-03
        New Algorithm of X-ray Image Enhancement
        LI Han-zhi1,2, ZHAO Bao-sheng1, LI Wei3
        (1. State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, CAS, Xi’ an 710119, China;
        2. Graduate University of CAS, Beijing 100039, China; 3. School of Information Engineering, Chang’an University, Xi’an 710064, China)
        Abstract:Since the images produced by the vision system based on X-ray image intensifier often have limitations such as narrow dynamic range, and low contrast, a new X-ray image enhancement algorithm is raised here. Two X-ray images taken at different X-ray tube voltages and currents are fused by digital wavelet transform to expand the dynamic range of the X-ray images, and then adopts the dual-platform histogram equalization algorithm to enhance the fused image. The experimental results show that the X-ray images are enhanced effectively.
        Keywords:X-ray image; image enhancement; image fusion; dally-platform histogram equalization
        在电子器件生产过程中,通常需要对器件焊点焊接情况进行在线检测,以确定合格品与不合格品。为满足此项需求,在此基于高性能双近贴式X射线影像增强器的基础上设计出电子工业用X射线检测系统。与目前最为先进的射线检测设备平板探测器相比,X射线影像增强器的突出优点是价格便宜很多,局部直方图均衡化使用寿命较长,而且完全能够实现国产化[1],这决定了它目前在无损检测领域仍然是广泛使用的X射线成像设备,但其缺点是动态范围小,对比度不够高,背景噪声大,不均匀性较为严重。X射线影像增强器的噪声绝大部分为随机噪声,使用多种叠加方法可以基本消除[2],文献[3]给出了射线图像不均匀性的校正方法。本文在此提出一种新的X射线图像增强算法,用以扩展动态范围,并拉伸对比度。新算法有别于对单幅图像进行处理的传统图像增强算法,它首先利用小波变换把高低能量的两幅射线图像融合为一幅图像,以扩展射线图像的动态范围,然后采用双平台直方图均衡化对融合图像进行增强处理。实验结果表明,方法能够有效地对射线图像进行增强,具有较好的推广能力。
        1 算法原理
        算法原理如图1所示,高低能量的两幅X射线图像经过一定层数的离散小波变换(digital wavelet transform,DWT),分解成相应层上的高频和低频分量。之后分别对高频和低频分量
使用离散小波反变换,以不同法则进行融合,使得两幅射线图像融合为一幅图像,以扩展射线图像的动态范围。最后通过双平台直方图均衡化对融合图像进行增强,以加强射线图像的对比度。
        1.1 小波分解与重构
        根据Mallat提出的塔式分解方法[4],离散小波分解如下:

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