X射线成像是一种众所周知的技术,用于对物体的非破坏性成像和表征。基于X射线放射图,可以获得对象的形状,密度和原子数的信息。这些功能使X射线成像高度适用于非破坏性分析和测试。A key technique in non-destructive radiography-based analysis is material de- composition, whose aim is to determine the materials composition of an object.在医学成像中,可以应用材料分解以区分良性和恶性肿瘤[2]。在货物检查中,可以将材料分解构成以识别农产品中的走私商品或杂质[3]。Two main techniques for material decomposition have been described in the literature: Dual Energy Material Decomposition (DEMD) and Single Energy Material Decomposition (SEMD).DEMD利用材料衰减系数的能量依赖性。The linear attenuation coefficient as a function of the energy can be modeled as a linear combination of basis functions, such as those describing the energy dependency of the photoelectric interaction and total cross-section of the Compton scattering.另一种方法是选择依赖能量的基本材料(例如骨和水)作为基础函数[4]。[5]。此技术使衰减中的差异在常规重建中是看不见的。另一种方法是获取物体的高和低能量X光片,从而产生具有独特投影值的X光片[6]。然后,使用查找表将投影值链接到路径长度。基于此信息,可以获得材料厚度。减少暴露需要改编硬件,例如双源单元或光子计数检测器[4]。此外,由于DEMD需要进行两次扫描,因此对物体的辐射暴露可能是一个问题,尤其是在医学成像中[4]。此外,查找表的创建可能很耗时[6]或不准确[7]。单能投影(SEMD)另一方面,通过使用远程长度的知识来估算仅一次扫描的材料组成。这些路径长度可以从CT重建[6]或从3D激光扫描仪获得的对象的表面图像估算[8]。最近,显示路径长度也可以通过将对象的表面网格注册到其扫描的投影中直接从几个X射线投影中恢复[9]。此方法不需要除X射线扫描仪或完整CT扫描以外的其他硬件,它提供了将其集成到材料分解过程中的潜力。我们提出的方法估计了用X射线光扫描的物体的均匀混合物的化学质量分数。CAD-ASTRA工具箱用于计算路径长度和模拟多色X射线射线照相。
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