基于主成分分析的图像融合方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103858002103858002A(43)申请公布日2014.06.11(21)申请号201280038053.1(51)Int.Cl.(22)申请日2012.07.20G01N23/20(2006.01)(30)优先权数据11175756.32011.07.28EP(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.01.28(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2012/0643062012.07.20(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/014083EN2013.01.31(71)申请人保罗·谢勒学院地址瑞士菲利根(72)发明人M·斯塔帕诺尼Z·王(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人张涛胡莉莉权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称基于主成分分析的图像融合方法(57)摘要本发明提出了一种融合吸收、微分相位对比度和暗场(散射)信号的方法，上述信号采用x射线相位对比度灵敏技术获得，如光栅装置。该新的方法通过主成分分析(PCA)融合吸收和暗场信号；进一步地，微分相位对比度被合并至该PCA融合图像中，以获得边缘增强效应。由于其普遍的可应用性以及其在使用中的简单性，所提出的发明期望变成用于使用相位对比度成像的图像融合方案的标准方法，特别是在医学扫描仪(例如人体乳房x射线照相设备)、工业生产线上的检查、非破坏的测试以及国土安全方面。CN103858002ACN103852ACN103858002A权利要求书1/2页1.一种基于用于合并吸收(AC)、微分相位(DPC)和暗场(DFI)信号的微分相位对比度成像的主成分分析(PCA)进行图像融合的方法，包括如下步骤：a)收集一系列的二维图像，每个图像包括以吸收为主的像素和/或以微分相位为主的像素和/或以暗场为主的信号；b)通过对以吸收为主的像素和以微分相位为主的像素和以暗场为主的像素中的每一个按列进行像素值的提取，获得向量图像；c)通过主成分分析(PCA)融合以吸收为主的像素和以暗场为主的像素的向量图像，以产生PCA融合图像；以及d)通过空间的空间方法、傅里叶空间方法或者其它合适的图像融合方案，例如PCA，合并以微分相位为主的像素的向量图像至对应的PCA融合图像中。2.如权利要求1所述的方法，其中微分数据通过x射线、特别是硬x射线的装置获得，所述装置用于从样本中获得量化的x射线图像，该装置包括：a)x射线源(x射线)；b)至少所谓的第一光栅(G1)和第二光栅(G2)；c)具有多个单独像素的、具有空间调制探测灵敏度的位置灵敏的探测器(PSD)；d)用于记录所述探测器(PSD)的图像的器件；e)用于评估一系列图像中每个像素的强度的器件，以便为作为以吸收为主的像素和/或以微分相位对比度为主的像素和/或以x射线散射为主的像素的每个单独的像素识别目标物的特征；f)其中所述一系列图像通过连续地或者逐步地将样品或者所述装置从0旋转至π或者2π以及将源相对于样品从0旋转至π或者2π来收集。3.根据权利要求1或者2所述的方法，该方法在近场类型或者塔尔博特类型下操作。4.根据上述权利要求1-3中任一所述的方法，其中第一光栅(G1)是线光栅(G1)，其设计为吸收光栅或者是低吸收光栅但是产生相当大的x射线相移的相位光栅，该X射线相移优选是π或者其奇数倍。5.根据上述权利要求1-3中任一所述的方法，其中第二光栅(G2)是具有高的x射线吸收对比度的线光栅，其周期与所述第一光栅(G1)的自图像的周期相同，其中第二光栅(G2)优选放置在紧靠探测器(PSD)的前方，其中第二光栅的线与第一线光栅(G1)的线平行。6.根据上述权利要求1-5中任一所述的方法，其中对于近场类型操作，第一和第二光栅(G1，G2)之间的距离在该类型中自由选择，并且对于塔尔博特类型根据下式选择：其中n＝1，3，5，...并且其中1＝1，2，3，...，当使用平行的x射线束时，Dn是奇分数塔尔博特距离；而当使用扇形或者锥形x射线束时，Dn，sph是奇分数塔尔博特距离，L是源与第一光栅(G1)之间的距2CN103858002A权利要求书2/2页离。7.根据上述权利要求1-6中任一所述的方法，其中相位步进是通过一个光栅(G0，G1或者G2)相对于其它一个或多个光栅的机械移位来执行的。8.根据上述权利要求1-7中任一所述的方法，其中光栅结构根据欧洲专利申请10167569.2中所主张的方法，采用平面技术制造。9.根据上述权利要求1-8中任一所述的方法，其中微分相位信息根据欧洲专利申请10167569.2中所主张的方法获得。10.根据上述权利要求1-9中任一所述的方法，其中第一光栅(G