基于电缆扫描检测的成像方法、装置、存储介质和设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于电缆扫描检测的成像方法、装置、存储介质和设备。成像方法包括：射线源沿按预设路径和预设间隔来对待测电缆进行等距采样扫描，通过平板探测器获得扫描后的原始投影数据；沿平板探测器两端向外对所述原始投影数据进行外扩平滑，来获取外扩投影数据；沿投影角度对外扩投影数据进行内扩平滑，来获取内扩投影数据；对所述内扩投影数据进行滤波反投影重建，来获取重建断层图像。本发明专利技术解决了现有技术中存在的难以在快速重建电缆内部缺陷结构的同时保证重建图像质量的技术问题。缺陷结构的同时保证重建图像质量的技术问题。缺陷结构的同时保证重建图像质量的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于电缆扫描检测的成像方法、装置、存储介质和设备


[0001]本专利技术涉及电缆检测
，尤其涉及基于电缆扫描检测的成像方法、装置、存储介质和设备。

技术介绍

[0002]目前针对交联聚乙烯高压电缆缓冲层缺陷检测，通过CT检测可以获得直观的缺陷图像。但由于电缆运行时自身无法旋转，而且现场环境复杂，空间狭小导致不方便检查。现有针对高压电缆缓冲层缺陷检测的局部STCT检测方法(L
‑
STCT)，在L
‑
STCT扫描中，物体和探测器保持不动，射线源沿平行于探测器的直线做等距平移运动，以采集不同角度的投影数据。
[0003]因为对电缆底部进行扫描成像，微焦点射线源在每个位置发出的射线均无法覆盖整个物体，探测器采集到的投影是横向截断的。迭代类算法在有限角和截断相关的病态逆问题上较高的灵活性，但其迭代重建过程耗时长，效率低。滤波反投影重建算法(filtered back
‑
projection algorithm，FBP)直接对截断和有限角度的投影数据进行重建会在重建图像中引入伪影，从而影响对缺陷的识别和检测。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了基于电缆扫描检测的成像方法，其解决了现有技术中存在的难以在快速重建电缆内部缺陷结构的同时保证重建图像质量的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种基于电缆扫描检测的成像方法，其应用于扫描系统，所述扫描系统包括射线源和平板探测器；成像方法包括：
[0006]射线源沿按预设路径和预设间隔来对待测电缆进行等距采样扫描，通过平板探测器获得扫描后的原始投影数据；
[0007]沿平板探测器两端向外对所述原始投影数据进行外扩平滑，来获取外扩投影数据；
[0008]沿投影角度对外扩投影数据进行内扩平滑，来获取内扩投影数据；
[0009]对所述内扩投影数据进行滤波反投影重建，来获取重建断层图像。
[0010]进一步地，调整预设路径和平板探测器位置，使待测电缆的感兴趣区位于射线源与平板探测器形成的扫描空间的中心点Q点处；以Q点作为原点建立直角坐标系，其中X轴平行于射线源轨迹指向上，Y轴指向平板探测器中心并垂直于平板探测器；获取原始投影数据p＝(δ,u)，其中δ表示射线源焦点位置的局部坐标，u表示探测器单元的局部坐标。
[0011]进一步地，沿平板探测器两端向外对所述原始投影数据进行外扩平滑，来获取外扩投影数据，包括：
[0012]根据原始投影数据的维度M
×
N，确定M
’
列虚拟平滑数据，其中M为每行探测器单元阵列个数；
[0013]通过平滑函数g(x)＝cosx进行外扩平滑，其中
[0014]得到外扩投影数据：
[0015][0016]进一步地，沿投影角度对外扩投影数据进行内扩平滑，来获取内扩投影数据，包括：
[0017]根据原始投影数据的维度M
×
N，定义N
’
行虚拟平滑数据；其中N为射线源的采样点数；
[0018]通过平滑函数g(x)＝cosx进行外扩平滑，其中得到内扩投影数据；
[0019][0020]其中x
n
＝(n
‑
1)*Δβ；
[0021]进一步地，对所述内扩投影数据进行滤波反投影重建，来获取重建断层图像，包括：
[0022]通过如下公式对经外扩平滑处理和内扩平滑处理后的原始投影数据进行重建：
[0023][0024]其中h为原平板探测器的距离；l为原点Q到射线源预设路径的距离；δ为射线源焦点位置的局部坐标；u为探测器单元的局部坐标；s为预设路径长度的一半；d为平板探测器宽度的一半。
[0025]进一步地，预设路径的长度和平板探测器的宽度相等获取射线源与平板探测器形成的扫描空间的中心点Q点；
[0026]获取穿过平板探测器靠近射线源一侧面的中心，且与射线源预设路径平行的直线作为第一参考线；
[0027]获取第一参考线与平板探测器两端边缘的两交点，连接两交点获取参考线段；
[0028]获取参考线段和预设路径的两端交叉连接处的点作为扫描空间的中心点Q点。
[0029]进一步地，调整预设路径和平板探测器位置，使待测电缆的感兴趣区位于射线源与平板探测器形成的扫描空间的中心点Q点处；包括：
[0030]基于待测电缆的型号，确认待测电缆待测位置径向横截面的中心和缓冲层位置；
[0031]调整预设路径和平板探测器使待测位置径向横截面的中心位于Q点的正下方；
[0032]基于待测电缆内缓冲层位置，确认待测电缆偏置距离；
[0033]根据偏置距离，调整预设路径和平板探测器以使待测位置径向横截面的缓冲层位于Q点处。
[0034]进一步地，预设间隔，包括：基于待测电缆的直径，确认预设路径的长度；获取预设的采集点数，并根据预设路径的长度确认预设间隔。
[0035]第二方面，本专利技术提供一种基于电缆扫描检测的成像装置，所述装置包括：
[0036]数据采集模块，数据采集模块与平板探测器相连，用于获取射线源沿按预设路径和预设间隔来对待测电缆进行等距采样扫描，并通过平板探测器获得扫描后的原始投影数据；
[0037]外扩平滑模块，用于沿平板探测器两端向外对所述原始投影数据进行外扩平滑，来获取外扩投影数据；
[0038]内扩平滑模块，用于沿投影角度对外扩投影数据进行内扩平滑，来获取内扩投影数据；
[0039]图像重建模块，用于对所述内扩投影数据进行滤波反投影重建，来获取重建断层图像。
[0040]进一步地，所述数据采集模块包括：
[0041]位置调整模块，所述位置调整模块位于射线源与平板探测器之间，用于调整预设路径和平板探测器位置，使待测电缆的感兴趣区位于射线源与平板探测器形成的扫描空间的中心点Q点处；以Q点作为原点建立直角坐标系，其中X轴平行于射线源轨迹指向上，Y轴指向平板探测器中心并垂直于平板探测器；获取原始投影数据p＝(δ,u)，其中δ为射线源焦点位置的局部坐标，u为探测器单元的局部坐标。
[0042]进一步地，所述外扩平滑模块包括：
[0043]外扩虚拟平滑模块，用于根据原始投影数据的维度M
×
N，确定M
’
列虚拟平滑数据，其中M为每行探测器单元阵列个数；
[0044]外扩模块，通过平滑函数g(x)＝cosx进行外扩平滑，其中
[0045]得到外扩投影数据：
[0046][0047]进一步地，所述内扩平滑模块包括：
[0048]内扩虚拟平滑模块，用于根据原始投影数据的维度M
×
N，定义N
’
行虚拟平滑数据；其中N为射线源的采样点数；
[0049]内扩模块，用于通过平滑函数g(x)＝cosx进行外扩平滑，其中得到内扩投影数据；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电缆扫描检测的成像方法，其特征在于：应用于扫描系统，所述扫描系统包括射线源和平板探测器；成像方法包括：射线源沿按预设路径和预设间隔来对待测电缆进行等距采样扫描，并通过平板探测器获得扫描后的原始投影数据；沿平板探测器两端向外对所述原始投影数据进行外扩平滑，来获取外扩投影数据；沿投影角度对外扩投影数据进行内扩平滑，来获取内扩投影数据；对所述内扩投影数据进行滤波反投影重建，来获取重建断层图像。2.如权利要求1所述的基于电缆扫描检测的成像方法，其特征在于：调整预设路径和平板探测器位置，使待测电缆的感兴趣区位于射线源与平板探测器形成的扫描空间的中心点Q点处；以Q点作为原点建立直角坐标系，其中X轴平行于射线源轨迹指向上，Y轴指向平板探测器中心并垂直于平板探测器；获取原始投影数据p＝(δ,u)，其中δ为射线源焦点位置的局部坐标，u为探测器单元的局部坐标。3.如权利要求2所述的基于电缆扫描检测的成像方法，其特征在于：沿平板探测器两端向外对所述原始投影数据进行外扩平滑，来获取外扩投影数据，包括：根据原始投影数据的维度M
×
N，确定M
’
列虚拟平滑数据，其中M为每行探测器单元阵列个数；通过平滑函数g(x)＝cosx进行外扩平滑，其中得到外扩投影数据：4.如权利要求3所述的基于电缆扫描检测的成像方法，其特征在于：沿投影角度对外扩投影数据进行内扩平滑，来获取内扩投影数据，包括：根据原始投影数据的维度M
×
N，定义N
’
行虚拟平滑数据；其中N为射线源的采样点数；通过平滑函数g(x)＝cosx进行外扩平滑，其中得到内扩投影数据；其中x
n
＝(n
‑
1)*Δβ；5.如权利要求4所述的基于电缆扫描检测的成像方法，其特征在于：对所述内扩投影数据进行滤波反投影重建，来获取重建断层图像，包括：通过如下公式对经外扩平滑处理和内扩平滑处理后的原始投影数据进行重建：
其中h为原平板探测器的距离；l为原点Q到射线源预设路径的距离；δ为射线源焦点位置的局部坐标；u为探测器单元的局部坐标；s为预设路径长度的一半；d为平板探测器宽度的一半。6.如权利要求2所述的基于电缆扫描检测的成像方法，其特征在于：预设路径的长度和平板探测器的宽度相等；获取射线源与平板探测器形成的扫描空间的中心点Q点；获取穿过平板探测器靠近射线源一侧面的中心，且与射线源预设路径平行的直线作为第一参考线；获取第一参考线与平板探测器两端边缘的两交点，连接两交点获取参考线段；获取参考线段和预设路径的两端交叉连接处的点作为扫描空间的中心点Q点。7.如权利要求6所述的基于电缆扫描检测的成像方法，其特征在于：调整预设路径和平板探测器位置，使待测电缆的感兴趣区位于射线源与平板探测器形成的扫描空间的中心点Q点处；包括：基于待测电缆的型号，确认待测电缆待测位置径向横截面的中心和缓冲层位置；调整预设路径和平板探测器使待测位置径向横截面的中心位于Q点的正下方；基于待测电缆内缓冲层位置，确认待测电缆偏置距离；根据偏置距离，调整预设路径和平板探测器以使待测位置径向横截面的缓冲层位于Q点处。8.如权利要求1所述的基于电缆扫描检测的成像方法，其特征在于：预设间隔，包括：基于待测电缆的直径，确认预设路径的长度；获取预设的采集点数，并根据预设路径的长度确认预设间隔。9.基于电缆扫描检测的成像装置，其特征在于：所述装置包括：数据采集模块，数据采集模块与平板探测器相连，用于获取射线源沿按预设路径和预设间隔来对待测电缆进行等距采样扫描，并通过平板探测器获得扫描后的原始投影数据；外扩平滑模块，用于沿平板探测器两端向外对所述原始投影数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昆鹏，邱焓，倪松，段晓礁，刘建军，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：