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安检机扫描成像图像的灰度及及伪彩色处理


时间:2021-04-07   阅读:人次


为了杜绝恐怖、极端分子危害,国内机场、火车站等交通枢纽,及群众集会场所,要求必须所配备安检设备。X光安检机并非摆设,而是实实在在地担起了安全守护的工作。在经过机场、火车站等公共场所的时候,我们的行李都需要经过安检机的检查。不同的行李经过安检机的时候,安检机屏幕上为什么会显示很多不同的颜色,这些颜色到底代表着什么呢?

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在计算机领域中,灰度(Gray scale)数字图像是每个像素只有一个采样颜色的图像。这类图像通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度,尽管理论上这个采样可以任何颜色的不同深浅,甚至可以是不同亮度上的不同颜色。灰度图像与黑白图像不同,在计算机图像领域中黑白图像只有黑白两种颜色,灰度图像在黑色与白色之间还有许多级的颜色深度。但是,在数字图像领域之外,“黑白图像”也表示“灰度图像”,例如灰度的照片通常叫做“黑白照片”。

用于显示的灰度图像通常用每个采样像素8 bits的非线性尺度来保存,这样可以有256种灰度(8bits就是2的8次方=256)。这种精度刚刚能够避免可见的条带失真,并且非常易于编程。在医学图像与遥感图像这些技术应用中经常采用更多的级数以充分利用每个采样10或12 bits的传感器精度,并且避免计算时的近似误差。在这样的应用领域流行使用16 bits即65536个组合(或65536种颜色)。
灰度最高相当于最高的黑,就是纯黑。灰度最低相当于最低的黑,也就是“没有黑”,那就是纯白。

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虽然灰度共有256级,但是由于Photoshop的灰度滑块只能输入整数百分比,因此实际上从灰度滑块中只能选择出101种(0%也算一种)灰度。大家可以在灰度滑块中输入递增的数值然后切换到RGB滑块察看,可以看到:0%的灰度RGB数值是255,255,255;1%灰度的RGB数值是253,253,253;2%灰度RGB值为250,250,250。也就是说,252,252,252这样的灰度是无法用Photoshop的灰度滑块选中的。相比之下Illustrator的灰度允许输入两位小数,使得选色的精确性大大提高了 。

与像素的关系
一般,像素值量化后用一个字节(8b)来表示。如把有黑-灰-白连续变化的灰度值量化为256个灰度级,灰度值的范围为0~255,表示亮度从深到浅,对应图像中的颜色为从黑到白。黑白照片包含了黑白之间的所有的灰度色调,每个像素值都是介于黑色和白色之间的256种灰度中的一种。 
同时,分辨率和灰度值是显示器的两个重要技术指标。 

探测器把剩余的X射线能量转变为信号,这些信号被放大,并送到信号处理(计算机)做进一步处理,再经过图像处理系统后,根据不同物质对X射线吸收程度的不同,采用颜色分析法是基于不同的物质材料在x射线图像下呈现出不同颜色,从而进行物质类别的辨识。监视器上出现的各种颜色,是物体密度、质量和数量的反映,因此,可根据图像颜色的深浅来对物体的品质进行评估。

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一般情况下,食品、塑料等有机物是橙色。书本、陶瓷等无机物显示为绿色,混合物也多呈现绿色,比如不锈钢制品。金属则显示为蓝色,电击枪、刀具则是呈现深浅不一的蓝色。而赤色多表明物品是重金属或者具有很强的抗X射线穿透性。除此之外,每种颜色以及颜色不同的饱和度所代表的物品还有更具体的划分。受过专业训练的安检员就可以通过屏幕上的颜色辨别行李内是否含有违禁品。
浅黄色,一般是单件衣服、薄塑料、少数纸张显示的颜色。
桔黄色,一般是香皂、肥皂、炸药、毒品、木器、皮革制品等显示的颜色。
深桔黄色,一般是数量多的书籍、纸张、人民币、高浓度液体、大袋米面等。
蓝色,是铜、铁、锌等无机物显示的颜色。粗的电缆线、电击器、子弹、枪槽弹、枪和刀具等显示深浅不一的蓝色。绿色是混合物呈现的颜色,不锈钢制品,电缆等显示深浅不一的绿色。红色是穿不透的物体呈现的颜色,多为重金属和厚的物体。
物品在X光机上的颜色主要是根据组成物品的化学成份来定义的,通常定义有机物品显示为橙色(或黄色),无机物表示为蓝色,混合物表示为绿色。

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