本公开涉及核辐射探测与成像应用技术领域，具体涉及一种全景视野的伽马成像方法及系统，以及一种全景视野的伽马成像装置。所述装置包括：位于旋转台上的筒状编码板，以及位于所述筒状编码板中央固定的伽马射线探测器；其中，所述筒状编码板包括基于二维伪噪声阵列编码的编码图样。所述方法获取探测器投影矩阵；其中，所述探测器投影矩阵是筒状编码板旋转一周后，伽马射线探测器采集到的伽马信号随时间变化基于所述筒状编码板而生成的投影；利用所述筒状编码器对应的解码矩阵，与所述探测器投影矩阵进行互相关解码运算，以获取全景视野下的伽马射线源成像图。本方案能够实现全景大视野下的伽玛射线源时间编码成像。野下的伽玛射线源时间编码成像。野下的伽玛射线源时间编码成像。
【技术实现步骤摘要】
一种全景视野的伽马成像方法及系统、成像装置
[0001]本公开涉及核辐射探测与成像应用
，具体涉及一种全景视野的伽马成像方法及系统、电子设备、存储介质，以及一种全景视野的伽马成像装置。
技术介绍
[0002]在核辐射探测成像领域，伽玛辐射成像技术能够以热点成像的方式直观地指示射线源的方位角和强度，在核辐射监测、核设施退役、核应急、核安保等领域具有广阔的应用前景。一些具体的技术方案中，基于随机编码的2维中子时间编码系统，该设计方案为2015年美国桑迪亚国家实验室提出并研制成实验样机，其中作为成像系统的主体部件为筒状的高聚乙烯像素制作的码板和位于系统中央的液闪中子探测器模块，编码板的像素开孔与不开孔的设计采用了随机编码方案，厚度10cm，外半径50cm。在电机的转动带动下，筒状编码板做旋转运动，如果外部有中子射线源存在，当射线透过码板时遇到的编码像素开孔状况随码板转动而变化，位于系统中央的探测器将会得到随时间变化的射线投影信息，当码板转完一圈后，通过极大似然期望最大化(MLEM)迭代重建算法进行图像重建，最终得到中子射线源的空间分布方位角。2)基于URA编码的1维中子/伽玛双模时间编码系统，由2019年美国密歇根大学提出，该设计方案的旋转编码板同样采用高聚乙烯制作而成，厚度6cm，外半径26cm，形式为多个环形排列的块状高聚乙烯板，探测器由对中子敏感的有机闪烁体制作而成，该成像系统只能对射线源进行1维定位，不具备二维方位角成像能力。另外，近年来出现的基于时间编码成像技术运用旋转成像原理的技术方案，能够在横向视野上达到360
°
全景编码成像。当相关技术中仍存在一定的问题，具体的，主流的双平板式编码伽玛成像装置的成像视野范围有限，对于未知环境下大尺度空间的射线源定位存在困难的问题；另外，还存在：1)面向的成像目标均为环境本底噪声水平低的中子源，2)编码方法成像效率低；等问题。
[0003]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
[0004]本公开的目的在于提供一种全景视野的伽马成像方法、一种全景视野的伽马成像系统、一种电子设备、一种存储介质，以及一种全景视野的伽马成像装置；能够实现全景大视野下的伽玛射线源时间编码成像。
[0005]本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
[0006]根据本公开的第一方面，提供一种全景视野的伽马成像装置，包括：
[0007]位于旋转台上的筒状编码板，以及位于所述筒状编码板中央固定的伽马射线探测器；
[0008]其中，所述筒状编码板包括基于二维伪噪声阵列编码的编码图样。
[0009]在本公开的一种示例性实施例中，所述基于二维伪噪声阵列编码的编码图样的设计，包括：
[0010]根据配置的横向视野和纵向视野的预期角度分辨，确定对应的横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数；
[0011]根据横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数生成二维伪噪声阵列编码图样。
[0012]在本公开的一种示例性实施例中，对所述二维伪噪声阵列编码图样做上下嵌套循环，按预设半径制备所述筒状编码板。
[0013]在本公开的一种示例性实施例中，所述筒状编码板采用钨铜合金材料制备。
[0014]在本公开的一种示例性实施例中，所述伽马射线探测器为一维线阵列伽马射线探测器。
[0015]在本公开的一种示例性实施例中，所述伽马射线探测器包括阵列排布的若干个探测器像素；相邻的探测器像素之间等间隔设置。
[0016]在本公开的一种示例性实施例中，所述伽马射线探测器采用无机闪烁体材料制备。
[0017]据本公开的第二方面，提供一种全景视野的伽马成像方法，包括：
[0018]获取探测器投影矩阵；其中，所述探测器投影矩阵是筒状编码板旋转一周后，伽马射线探测器采集到的伽马信号随时间变化基于所述筒状编码板而生成的投影；
[0019]利用所述筒状编码器对应的解码矩阵，与所述探测器投影矩阵进行互相关解码运算，以获取全景视野下的伽马射线源成像图；其中，所述筒状编码板包括基于二维伪噪声阵列编码的编码图样。
[0020]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：根据配置的横向视野和纵向视野的预期角度分辨，确定对应的横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数；根据横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数生成二维伪噪声阵列编码图样。
[0021]在本公开的一种示例性实施例中，所述确定对应的横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数时，所述方法还包括：分别确定所述横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数的编码数类型。
[0022]在本公开的一种示例性实施例中，所述根据横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数生成二维伪噪声阵列编码图样，包括：基于已确定的所述横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数的编码数类型，利用所述横向伪噪声编码数的预设一维编码矩阵和所述纵向伪噪声编码数的预设一维编码矩阵进行编码，生成所述二维伪噪声阵列编码图样。
[0023]在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：根据所述二维伪噪声阵列编码图样，生成对应的所述解码矩阵。
[0024]在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述二维伪噪声阵列编码图样，生成对应的所述解码矩阵，包括：确定所述二维伪噪声阵列编码图样对应的矩阵形式；基于所述矩阵形式，结合所述横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数，确定所述解码矩阵。
[0025]根据本公开的第三方面，提供一种全景视野的伽马成像系统，所述系统包括：
[0026]成像模块，用于获取探测器投影矩阵；其中，所述探测器投影矩阵是筒状编码板旋转一周后，伽马射线探测器采集到的伽马信号随时间变化基于所述筒状编码板而生成的投影；
[0027]解码运算模块，用于利用所述筒状编码器对应的解码矩阵，与所述探测器投影矩阵进行互相关解码运算，以获取全景视野下的伽马射线源成像图；其中，所述筒状编码板包括基于二维伪噪声阵列编码的编码图样。
[0028]根据本公开的第四方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来如上述实施例中任一项所述的全景视野的伽马成像方法。
[0029]据本公开的第五方面，提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一项所述的全景视野的伽马成像方法。
[0030]本公开的一种实施例所提供的全景视野的伽马成像方法、装置中，通过利用二维伪噪声编码来构建筒状编码板上编码图样，能够给出多种维度数组合的编码图样，在保证全景成像的基础上，提供了更多成像角分辨的选择空间，并且成像灵敏度高，能够对伽玛射线源成像。在进行成像时，当控制筒状编码板旋转一周后，伽马射线探测器采集到的伽马信号随时间变化基于筒状编码板上的二维伪噪声阵列编码的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全景视野的伽马成像装置，其特征在于，包括：位于旋转台上的筒状编码板，以及位于所述筒状编码板中央固定的伽马射线探测器；其中，所述筒状编码板包括基于二维伪噪声阵列编码的编码图样。2.根据权利要求1所述的全景视野的伽马成像装置，其特征在于，所述基于二维伪噪声阵列编码的编码图样的设计，包括：根据配置的横向视野和纵向视野的预期角度分辨，确定对应的横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数；根据横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数生成二维伪噪声阵列编码图样。3.根据权利要求2所述的全景视野的伽马成像装置，其特征在于，对所述二维伪噪声阵列编码图样做上下嵌套循环，按预设半径制备所述筒状编码板。4.根据权利要求1或3所述的全景视野的伽马成像装置，其特征在于，所述筒状编码板采用钨铜合金材料制备。5.根据权利要求1所述的全景视野的伽马成像装置，其特征在于，所述伽马射线探测器为一维线阵列伽马射线探测器。6.根据权利要求5所述的全景视野的伽马成像装置，其特征在于，所述伽马射线探测器包括阵列排布的若干个探测器像素；相邻的探测器像素之间等间隔设置。7.根据权利要求1或5所述的全景视野的伽马成像装置，其特征在于，所述伽马射线探测器采用无机闪烁体材料制备。8.一种全景视野的伽马成像方法，其特征在于，所述方法包括：获取探测器投影矩阵；其中，所述探测器投影矩阵是筒状编码板旋转一周后，伽马射线探测器采集到的伽马信号随时间变化基于所述筒状编码板而生成的投影；利用所述筒状编码器对应的解码矩阵，与所述探测器投影矩阵进行互相关解码运算，以获取全景视野下的伽马射线源成像图；其中，所述筒状编码板包括基于二维伪噪声阵列编码的编码图样。9.根据权利要求8所述的全景视野的伽马成像方法，其特征在于，所述方法还包括：根据配置的横向视野和纵向视野的预期角度分辨，确定对应的横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数；根据横向伪噪声编码数和纵向伪噪声编码数生成二维伪噪声阵列编码图样。10.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁秀佐，帅磊，刘彦韬，孔令钦，李昕，韩笑柔，胡选侯，张译文，王晓明，章志明，魏存峰，魏龙，
申请(专利权)人：济南中科核技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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