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球面弯曲晶体硬X射线透射成像

光学学报 2022年第11期42卷 167-173页

作者：施军赵雨鑫黎淼王峰杨国洪韦敏习重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆邮电大学光电工程学院重庆400065 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

提出采用球面弯曲晶体作为透射式成像器件的硬X射线成像系统,其基本结构是一个具有各向同性的X射线点源和一个球面Laue透射晶体,该结构能够解决常用反射式晶体结构不易实现能量在8 keV及以上的硬X射线成像的难题。在成像系统中,X射线由... 详细信息

提出采用球面弯曲晶体作为透射式成像器件的硬X射线成像系统,其基本结构是一个具有各向同性的X射线点源和一个球面Laue透射晶体,该结构能够解决常用反射式晶体结构不易实现能量在8 keV及以上的硬X射线成像的难题。在成像系统中,X射线由微小点源辐射,经过置于球面晶体前面的成像网格物体后,由α-石英球面晶体透射,最后成像于晶体后方的检测器面上。讨论了球面透射晶体获取不同放大倍率图像的成像机理,利用射线追迹程序设计透射成像系统进行仿真。模拟结果表明,所提结构能够实现二维空间分辨成像。铜靶X射线管背光成像实验也证明实验结果与理论分析具有一致性。

关键词： X射线光学硬X射线 Laue晶体透射成像球面晶体

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基于低能X射线透射成像的打叶片烟中烟梗在线检测

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烟草科技 2015年第2期48卷 69-74页

作者：朱文魁刘斌毛伟俊席建平钟科军张辉王艺斌黄岗陈良元中国烟草总公司郑州烟草研究院湖南中烟工业有限责任公司技术研发中心南京焦耳科技有限责任公司南京市玄武区童卫路5号210014 昆明聚林科技有限公司昆明市白龙路168650000

利用打后叶片和烟梗面密度存在的显著差异,采用低能X射线透射成像,结合形态学滤噪、灰度阈值分割、归属判断等图像实时分析处理手段,实现了打叶片烟中烟梗的在线检测识别及剔除。研究确定了70 ke V辐射强度、1.6 m/s检测带速及40 000图... 详细信息

利用打后叶片和烟梗面密度存在的显著差异,采用低能X射线透射成像,结合形态学滤噪、灰度阈值分割、归属判断等图像实时分析处理手段,实现了打叶片烟中烟梗的在线检测识别及剔除。研究确定了70 ke V辐射强度、1.6 m/s检测带速及40 000图像灰度分割阈值等检测条件,并对该检测方法进行了试验验证。结果显示,该方法对直径1.5 mm以上游离烟梗和带叶烟梗靶物的识别率均可达到98.0%以上。将纯净叶片与带叶烟梗靶物混合后连续过料,烟梗识别率达到94.5%,剔除率达到92.5%。采用"芙蓉王"配方中Y1等级打后片烟原料测试表明,在1 000 kg/h处理流量下烟梗剔除率达到93.6%。基于低能X射线透射成像的打叶片烟中烟梗在线检测方法是可行的。

关键词： X射线透射成像片烟烟梗图像处理检测

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平行束缪子透射成像蒙特卡罗模拟

强激光与粒子束 2012年第12期24卷 2987-2990页

作者：以恒冠曾志王学武程建平李君利清华大学工程物理系北京100084 清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084

使用蒙特卡罗程序Geant4,模拟平行束缪子垂直于理想探测器平面入射法国试验客体(FTO)模型,在模型的上方和下方各放置三块理想探测器,用以输出缪子位置信息,从而确定入射与出射缪子径迹。通过三种方法统计缪子穿过模型前后的透射比,对模... 详细信息

使用蒙特卡罗程序Geant4,模拟平行束缪子垂直于理想探测器平面入射法国试验客体(FTO)模型,在模型的上方和下方各放置三块理想探测器,用以输出缪子位置信息,从而确定入射与出射缪子径迹。通过三种方法统计缪子穿过模型前后的透射比,对模型进行透射成像,得到不同的成像结果。统计方法一和方法二分辨力可达2mm×2mm,统计方法三可达1mm×1mm,Cu与W区分较为明显,而且可显示出FTO模型中心的空气球,FTO模型与模型周围空气的边界十分清晰。模拟结果表明,平行束入射缪子可以进行透射成像。

关键词：蒙特卡罗方法平行束缪子透射成像法国试验客体模型

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337μm连续太赫兹激光透射成像

红外与激光工程 2010年第2期39卷 232-235页

作者：陆益敏汪家春林志丹脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 电子工程学院红外与低温等离子研究所安徽合肥230037

针对太赫兹面阵探测器件发展不成熟的现状,利用二维移动平台,对合作目标进行了连续太赫兹波的扫描成像实验。太赫兹波的扫描成像结果可以显示遮蔽物内的物件,这是可见光和红外所不能完成的。通过减小激光光斑、提高成像分辨率,可更清晰... 详细信息

针对太赫兹面阵探测器件发展不成熟的现状,利用二维移动平台,对合作目标进行了连续太赫兹波的扫描成像实验。太赫兹波的扫描成像结果可以显示遮蔽物内的物件,这是可见光和红外所不能完成的。通过减小激光光斑、提高成像分辨率,可更清晰地表现隐藏物件的轮廓,有助于辨别该物件。实验还测量了337μm太赫兹激光对典型物质的穿透特性,其中包括对近红外和中红外具有很好屏蔽作用的伪装网材料。测量结果显示:337μm太赫兹激光对包装泡沫穿透能力很强,适合包装物的无损检查;对干枯树叶和新鲜树叶透射差别较大,对野外探测具有启示意义;对某些伪装网具有一定的穿透能力,为某些军事应用提供了可能。

关键词：太赫兹透射成像 THz物质穿透特性

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透射成像纸币冠字号定位方法

计算机工程与设计 2014年第10期35卷 3558-3562,3583页

作者：苑玮琦刘爽沈阳工业大学视觉检测技术研究所辽宁沈阳110870

纸币成像方式分为反射和透射成像两种方式。反射方式成像的纸币图像清晰、背景单一,但采集任意方向进入点验设备的冠字号图像需两个图像传感器,占用仓室空间大;相同条件下,透射方式仅需一个图像传感器,具有空间上的优势,但透射方式的图... 详细信息

纸币成像方式分为反射和透射成像两种方式。反射方式成像的纸币图像清晰、背景单一,但采集任意方向进入点验设备的冠字号图像需两个图像传感器,占用仓室空间大;相同条件下,透射方式仅需一个图像传感器,具有空间上的优势,但透射方式的图像背景复杂、两面图像重叠、易光照不均。针对这些问题,提出一种冠字号定位的新算法。检测冠字号的字符间间隙特征点;在特征点检测基础上,进行水平投影,根据人民币固有属性计算冠字号区域的准确水平位置;在水平定位基础上,通过定位欧姆龙环间接计算出冠字号区域的准确垂直位置;利用连通域标记算法定位出单个字符。对2000张正常流通05版人民币进行测试,定位正确率为100%。

关键词：透射成像纸币冠字号光学字符识别定位

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激光透射成像法测量石英管的外径与壁厚

光学技术 2017年第6期43卷 481-487页

作者：肖长江张景超燕山大学理学院河北秦皇岛066004 燕山大学里仁学院河北秦皇岛066004

为了同时同位测量石英管的外径和壁厚,建立了激光透射成像系统,对系统测量原理进行研究。基于几何光学和菲涅尔公式,分别导出平行光垂直照射石英管后的透射光线偏向角、相对光强与入射光线离轴距离之间的关系;通过数值计算,分析了偏向... 详细信息

为了同时同位测量石英管的外径和壁厚,建立了激光透射成像系统,对系统测量原理进行研究。基于几何光学和菲涅尔公式,分别导出平行光垂直照射石英管后的透射光线偏向角、相对光强与入射光线离轴距离之间的关系;通过数值计算,分析了偏向角、相对透射光强随入射光线离轴距离的变化特点;针对物方远心光路,分析了光阑对偏向角和相对光强的限制;基于CCD成像原理,通过引入标定系数和补偿因子,导出石英管外径与壁厚的计算公式。实验结果表明:外径绝对误差和相对误差的平均值分别为0.119mm和0.91%,壁厚绝对误差和相对误差的平均值分别为0.153mm和6%。

关键词：半导体激光透射成像石英管外径壁厚

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透射成像纸币冠字号识别方法研究

透射成像纸币冠字号识别方法研究

作者：刘爽沈阳工业大学

学位级别：硕士

人民币图像的采集有两种方式。其中一种为透射，另一种为反射。反射方式成像的人民币图像清晰、背景单一，但采集任意方向进入点验设备的冠字号图像需要两个图像传感器，占用仓室空间大;而相同条件下透射方式成像仅需一个，具有空间上... 详细信息

人民币图像的采集有两种方式。其中一种为透射，另一种为反射。反射方式成像的人民币图像清晰、背景单一，但采集任意方向进入点验设备的冠字号图像需要两个图像传感器，占用仓室空间大;而相同条件下透射方式成像仅需一个，具有空间上的优势。目前国内有几十万台正在使用的ATM机需要增添冠字号识别功能，因其固有设计的仓室空间局限性而不得不采用空间上具有优势的透射成像方式。但透射方式采集的人民币图像背景复杂、纸币两面图像重叠、易光照不均，给后续冠字号定位带来很大挑战。针对透射成像纸币冠字号图像出现的问题，提出了一套完整的透射成像纸币冠字号识别方案。方案包括冠字号区域定位、单个字符定位、图像预处理和字符识别。冠字号区域定位方面，本文提出了一种基于图像子区域灰度均值的冠字号区域定位新算法。首先，检测冠字号的字符间间隙特征点，即构造滑动窗口，并将窗口划分为若干个子区域，不同子区域具有不同的灰度均值特征，根据特征找出特征点，对特征点进行特殊标记;然后，进行冠字号区域的水平定位，即在特征点检测的基础上进行水平投影，并根据人民币固有属性计算出冠字号区域的准确水平位置;再在水平定位基础上，通过定位“欧姆龙环”间接计算出冠字号区域的准确垂直位置，完成冠字号区域的垂直定位。单个字符定位方面，在定位出的冠字号区域内进行阈值分割。阈值分割后得到黑白二值图像。然后标记出各个连通域。针对可能出现的字符粘连、断裂的情况，有针对性的分割和合并。在图像预处理方面，将经过连通域标记的图像，通过面积、长宽比等属性对噪声区域进行剔除。字符识别方面，针对透射成像对图像造成的影响，提出了使用模板匹配法识别易受噪声影响的冠字号前三位，使用基于结构特征的方法识别图像质量较好的冠字号后七位。

关键词：纸币号码透射成像字符识别

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多重库仑散射对缪子透射成像影响的研究

多重库仑散射对缪子透射成像影响的研究

作者：张建鸣华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着理论的不断完善和技术的不断发展,缪子成像技术已经发展为一种新型的无损成像技术。天然缪子源具有能量分布广、穿透性强等特点,这使得缪子成像技术可以应用于多种无损成像的场景,包括火山成像,隧道上覆层成像等,在考古领域也具有... 详细信息

随着理论的不断完善和技术的不断发展,缪子成像技术已经发展为一种新型的无损成像技术。天然缪子源具有能量分布广、穿透性强等特点,这使得缪子成像技术可以应用于多种无损成像的场景,包括火山成像,隧道上覆层成像等,在考古领域也具有广阔的应用场景。应用缪子透射成像时,缪子的路径被认为是直线传播,而由于多重库仑散射作用,带电缪子穿过物体的路径一定程度上偏离了直线假设,这种假设可能会影响到缪子透射成像结果的精度。因此本文通过Geant4程序定量的分析了多重库仑散射作用对缪子透射成像结果精度的影响,包括在小尺度物体(数米级别)和大尺度物体(数十米级别)两种观测方式下有无散射过程的成像结果对比分析。本论文首先研究了多重库仑散射作用对数米厚的岩石-空腔模型透射成像结果的影响,结果显示多重库仑散射作用增大了高密度区域与低密度区域的近垂直缪子通量衰减差异,造成在密度差异较大物质边界附近出现通量增加的假象,增大了界面附近的通量衰减差异。通过挑选散射角小于1°的缪子透射成像的方法,可以改善密度差异较大物质边界附近通量增加的假象,但缪子的通量变化更加明显,对于由通量衰减比值恢复密度绝对值的准确性也会产生一定影响。论文研究了多重库仑散射作用对二十米厚的四方体模型、竖条模型、棋盘格模型缪子透射成像结果的影响。模拟过程中还分析了探测器尺寸对成像结果的影响,由于探测器的平均效应,探测器无法准确的分辨出尺寸小于探测器尺寸的异常体模型,并在一定程度上模糊了模型不同密度区域的边界。缪子透射成像模拟结果显示多重库仑散射作用使得缪子穿过物体后的运动方向和位置更加随机,在一定程度上模糊了探测器接收到的缪子通量分布,进而减小了透射成像结果中不同密度区域间的密度差异。总体来说,多重库仑散射作用引起的模型密度恢复差异在模型绝对密度的2%以内,多重库仑散射作用对数十米厚的岩石模型的缪子透射成像结果影响较小。

关键词：缪子多重库仑散射 Geant4 透射成像

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一款面向教学实验的太赫兹透射成像仪

一款面向教学实验的太赫兹透射成像仪

作者：宋越华中科技大学

学位级别：硕士

太赫兹(Terahertz,简称THz)指频率范围在0.10 THz之间的电磁辐射,其波段位于微波与红外线之间,可以作为物体成像的信号源。太赫兹波相比微波有更好的成像分辨率,又可以穿透许多在可见光波段不透明的物体,并且光子能量低对人体无害。本... 详细信息

太赫兹(Terahertz,简称THz)指频率范围在0.10 THz之间的电磁辐射,其波段位于微波与红外线之间,可以作为物体成像的信号源。太赫兹波相比微波有更好的成像分辨率,又可以穿透许多在可见光波段不透明的物体,并且光子能量低对人体无害。本文主要搭建了一款面向教学实验的太赫兹透射成像仪,工作频率为0.3 THz,该成像仪选择了较为简单的结构,降低了调整维护的复杂性,使成像系统具有稳定、成本低、易于推广等优点。论文的主要工作内容有以下几个方面。首先,考虑到太赫兹透射成像仪的使用需求与实验环境,选择合适的共轴系统结构,设计了短焦距的太赫兹透镜,并对电控平移台的稳定性进行前期测试。通过记录初步搭建完成后的系统的基本结构参数,设计出了成品的整体工程结构。其次,详细介绍了实验组件,介绍了成像仪的运动控制和数据采集程序的工作流程与界面设计,研究了光路调整中光斑半径的计算与太赫兹波准直的原理,和太赫兹波准直与聚焦的光束调整过程,搭建出了一套完整的太赫兹透射成像仪。最后,对成像的基本原理进行了分析,研究了影响成像质量的四个关键因素:成像位置、成像扫描间隔、太赫兹源的输出光强和探测器的放置位置,确定了系统合适的硬件参数,实现对分辨率板、树叶、隐藏的物体等样品的高质量成像,证明了该成像仪的应用价值。

关键词：太赫兹波透射成像分辨率