一种X射线无损检测设备、像素尺寸标定方法及存储介质技术

本发明专利技术公开一种X射线无损检测设备，通过设置多个目标位置分别控制探测器和射线源移动到对应位置时获取多幅X射线成像图像以计算得出对应标准件内相邻球形物体的长度距离，然后结合每个目标位置的射线源高度、探测器高度，标准件中相邻球形物体的实际长度距离以及零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离、射线源的出射焦点到标准件的距离构建得出对应拟合方程，以根据探测器的成像平面到标准件的距离及射线源的出射焦点到标准件的距离得出X射线成像像素尺寸。本发明专利技术解决现有技术中一旦探测器与射线源位置发生变化时均需对X射线成像像素尺寸进行重新标定导致标定耗时长等问题。本发明专利技术还公开一种X射线成像像素尺寸标定方法及存储介质。标定方法及存储介质。标定方法及存储介质。

【技术实现步骤摘要】
一种X射线无损检测设备、像素尺寸标定方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及成像像素标定，尤其涉及一种X射线无损检测设备、X射线成像像素尺寸标定方法及存储介质。

技术介绍

[0002]现有工业无损检测X射线设备，通常由射线源、探测器、运动机构、数据处理显示装置等部分构成，如下图所示。其中，射线源产生并放射X射线；探测器接收X射线并成像；运动机构包括载物台、射线源、探测器的运动轴及各轴零点，负责承载被测物体并按需运动；数据处理显示装置串联上述各部分协同工作，并处理显示X射线图像。
[0003]其中，X射线图像在成像后，还需要对其尺寸进行标定。通常的尺寸标定方法是放置标准件(如针规等)在载物台上，然后设定射线源高度和探测器高度，并采集对应标准件的X射线图像，再通过手动测量的方法获得标准件在X射线图像中的像素长度，然后根据标准件的真实长度，计算得到当前条件下X射线图像中每个像素的尺寸，也即为像素长度/真实长度，实现X射线成像图像的标定。
[0004]根据透射成像原理可知，不同的射线源高度和探测器高度进行组合时，标准件在X射线成像图像的像素大小不同，一旦射线源高度和探测器高度中的任意一个发生变化时，X射线成像图像的像素尺寸就需要重新标定，然而对于X射线成像图像的像素尺寸需要人工测量并计算的方式，其操作复杂，效率低下；同时，也增加了像素尺寸的标定耗时。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种X射线无损检测设备，其能够解决现有技术中X射线无损检测设备在X射线成像像素尺寸标定耗时长的问题。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种X射线成像像素尺寸标定方法，其能够解决现有技术中X射线无损检测设备在X射线成像像素尺寸标定耗时长的问题
[0007]本专利技术的目的之三在于提供一种存储介质，其能够解决现有技术中X射线无损检测设备在X射线成像像素尺寸标定耗时长的问题。
[0008]本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：
[0009]一种X射线无损检测设备，包括射线源、探测器、处理器、运动机构和载物台；其中，所述射线源，设于所述载物台下方，与处理器电性连接，用于出射X射线并将X射线出射到所述载物台上的标准件，并且所述标准件内包括多个均匀分布的球形物体；所述探测器，设于所述载物台上方，与处理器电性连接，用于生成所述载物台上的标准件在X射线的照射下形成的X射线成像图像并发送给处理器；所述运动机构与处理器电性连接，用于接收处理器的控制指令，以带动所述射线源、探测器的运动，从而调节所述射线源与载物台的距离以及探测器与载物台的距离；所述处理器，用于首先根据系统设定的多个目标位置按照预设顺序通过所述运动机构带动射线源、探测器移动到对应位置，并获取每个目标位置对应的探测器生成的X射线成像图像；
[0010]然后对每个目标位置对应的X射线成像图像进行图像处理以得出对应的标准件中相邻球形物体的像素距离，并结合探测器像素尺寸计算得出每个目标位置对应的X射线成像图像中标准件内相邻球形物体之间的长度距离；
[0011]再根据每个目标位置对应的X射线成像图像中标准件内相邻球形物体之间的长度距离，标准件内相邻球形物体之间的实际长度距离，每个目标位置对应的探测器高度、射线源高度以及探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离，射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离构建得出对应拟合方程，以及对多个拟合方程构建方程组，并对所述方程组进行求解以得出探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离，射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离；
[0012]最后，根据探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离、射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离、探测器的像素尺寸计算得出X射线成像像素尺寸。
[0013]进一步地，拟合方程的公式为：
[0014]F0+(1
‑
A(i))*T0＝H
tube
(i)
‑
H
fpd
(i)
‑
A(i)*H
tube
(i)(1)；
[0015]其中，F0为探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离；
[0016]T0为射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离；
[0017]i为目标位置的序号，i∈[1,N]，N为目标位置总数；
[0018]A(i)为第i个目标位置的放大倍数，其中，
[0019]式中，FpdPxSize是探测器像素尺寸，d为每个目标位置对应的X射线成像图像中标准件内相邻球形物体的像素距离，D为标准件内相邻球形物体的实际长度距离，H
tube
(i)为射线源在第i个目标位置时射线源高度，H
fpd
(i)为探测器在第i个目标位置时探测器高度。
[0020]进一步地，将N个目标位置对应的拟合方程构建形成方程组，并简化为公式(2)：
[0021]PX＝B
ꢀꢀ
(2)；
[0022]其中，其中，
[0023]进一步地，所述处理器，用于通过最小二乘法对公式(2)进行求解以得出射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离和探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离。
[0024]进一步地，X射线成像像素尺寸的计算公式为：
[0025][0026]其中，FpdPxSize是探测器像素尺寸；
[0027]A为放大倍数，式中，F0为探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离；T0为射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离；H
tube
为射线源在零点位置时射线源高度，为已知的；H
fpd
为探测器在零点位置时探测器高度，为已知的。
[0028]本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：
[0029]一种X射线成像像素尺寸标定方法，应用于如本专利技术中的目的之一采用的一种X射线无损检测设备，所述标定方法包括：
[0030]控制步骤：根据预设的多个目标位置依次控制射线源和探测器分别移动到对应位置上，以控制射线源向载物台上的标准件出射X射线并同时获取对应的X射线成像图像；每个目标位置对应一幅X射线成像图像；
[0031]获取步骤：对每个目标位置对应的X射线成像图像进行图像处理，以得出对应X射线成像图像中标准件内相邻球形物体的像素距离，并根据探测器像素尺寸计算得出每个目标位置对应的X射线成像图像中标准件内相邻球形物体的长度距离；
[0032]计算步骤：根据标准件内相邻球形物体的实际长度距离，每个目标位置对应的X射线成像图像中标准件内相邻球形物体的长度距离，每个目标位置对应的探测器高度、射线源高度以及探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离，射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离构建对应的拟合方程；
[0033]求解步骤：将多个拟合方程构建形成方程组，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X射线无损检测设备，包括射线源、探测器、处理器、运动机构和载物台；其中，所述射线源，设于所述载物台下方，与处理器电性连接，用于出射X射线并将X射线出射到所述载物台上的标准件，并且所述标准件内包括多个均匀分布的球形物体；所述探测器，设于所述载物台上方，与处理器电性连接，用于生成所述载物台上的标准件在X射线的照射下形成的X射线成像图像并发送给处理器；所述运动机构与处理器电性连接，用于接收处理器的控制指令，以带动所述射线源、探测器的运动，从而调节所述射线源与载物台的距离以及探测器与载物台的距离；其特征在于，所述处理器，用于首先根据系统设定的多个目标位置按照预设顺序通过所述运动机构带动射线源、探测器移动到对应位置，并获取每个目标位置对应的探测器生成的X射线成像图像；然后对每个目标位置对应的X射线成像图像进行图像处理以得出对应的标准件中相邻球形物体的像素距离，并结合探测器像素尺寸计算得出每个目标位置对应的X射线成像图像中标准件内相邻球形物体之间的长度距离；再根据每个目标位置对应的X射线成像图像中标准件内相邻球形物体之间的长度距离，标准件内相邻球形物体之间的实际长度距离，每个目标位置对应的探测器高度、射线源高度以及探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离，射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离构建得出对应拟合方程，以及对多个拟合方程构建方程组，并对所述方程组进行求解以得出探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离，射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离；最后，根据探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离、射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离、探测器的像素尺寸计算得出X射线成像像素尺寸。2.根据权利要求1所述的X射线无损检测设备，其特征在于，拟合方程的公式为：F0+(1
‑
A(i))*T0＝H
tube
(i)
‑
H
fpd
(i)
‑
A(i)*H
tube
(i)
ꢀꢀꢀꢀ
(1)；其中，F0为探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离；T0为射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离；i为目标位置的序号，i∈[1,N]，N为目标位置总数；A(i)为第i个目标位置的放大倍数，其中，式中，FpdPxSize是探测器像素尺寸，d为每个目标位置对应的X射线成像图像中标准件内相邻球形物体的像素距离，D为标准件内相邻球形物体的实际长度距离，H
tube
(i)为射线源在第i个目标位置时射线源高度，H
fpd
(i)为探测器在第i个目标位置时探测器高度。3.根据权利要求2所述的X射线无损检测设备，其特征在于，将N个目标位置对应的拟合方程构建形成方程组，并简化为公式(2)：PX＝B(2)；
其中，其中，4.根据权利要求2所述的X射线无损检测设备，其特征在于，所述处理器，用于通过最小二乘法对公式(2)进行求解以得出射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离和探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离。5.根据权利要求1所述的X射线无损检测设备，其特征在于，X射线成像像素尺寸的计算公式为：其中，FpdPxSize是探测器像素尺寸；A为放大倍数，式中，F0为探测器在零点位置时探测器的成像平面到标准件的距离；T0为射线源在零点位置时射线源的出射焦点到标准件的距离；H
tube
为射线源在零点位置时射线源高度，为已知的；H
fpd
为探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：任亮，陈泽祥，汤秀清，
申请(专利权)人：广州市昊志影像科技有限公司，
类型：发明
国别省市：