BRPI0719616A2

BRPI0719616A2 - Método e sistema para a formação de imagem radiográfica por varredura esteroscópica binocular

Info

Publication number: BRPI0719616A2
Application number: BRPI0719616-4A
Authority: BR
Inventors: Yali Xie; Qitian Miao; Yuanjing Li; Hua Peng; Xueguang Cao; Hongsheng Wen; Yaohong Liu; Quanwei Song; Jianping Gu; Lin Jin; Yang Hongbo; Luo Pingan
Original assignee: Nuctech Co Ltd
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2013-12-10
Also published as: CN101210895B; EP1938752A1; WO2008080281A1; BRPI0719616A8; DE602007008193D1; US7545906B2; ATE476142T1; BRPI0719616B1; EP1938752B1; TR200904838T1; CN101210895A; PL1938752T3; US20080205590A1

Description

"MÉTODO E SISTEMA PARA A FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR" .

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se ao campo da tecnologia de formação de imagem radiográfica utilizada em um sistema de inspeção radiográfica para objetos de grandes dimensões e, mais particularmente, se refere a um método e sistema para a formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular, o qual é utilizado em um sistema de inspeção radiográfica para recipientes de grande porte,

bem como em sistemas de inspeção de segurança. ;;

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTECEDENTE «

Com o auxilio da capacidade de penetração dos raios-X de alta energia, a tecnologia de formação de imagem radiográfica pode examinar a estrutura interna de um objeto > sem com isso entrar em contato com ele, com a finalidade de , obter uma imagem com a transmissão do objeto. Para a inspeção de grandes objetos na técnica antecedente, o principio de operação de formação de imagem radiográfica por varredura consiste no fato de os raios-X serem emitidos por uma fonte de radiação, penetrarem o objeto a ser detectado, serem recebidos por um detector e depois convertidos em sinais elétricos, que devem ser introduzidos em um sistema de aquisição de imagem, o qual, por sua vez, introduz os sinais da imagem em um monitor de computador para exibição da imagem detectada. Em geral, a imagem de transmissão por formação de imagem radiográfica é realmente a projeção de cada objeto penetrado pelo feixe de raios-X, e não contém informação sobre a profundidade de transmissão. Portanto, uma imagem varrida será formada por sobreposição da projeção de cada um dos múltiplos objetos ao longo do feixe de varredura se todos os objetos estiverem localizados exatamente na direção de incidência dos raios-X. Isto é desfavorável à inspeção de um objeto escondido atrás de outros. A fim de superar o problema acima mencionado, no campo da formação de imagem radiográf ica, foi proposta uma tecnologia relativamente aperfeiçoada para a reconstrução de objetos, a qual utiliza técnica de varredura por tomografia computadorizada. Infelizmente, essa técnica tem

inconvenientes como estrutura complexa, alto custo, incapacidade para realizar uma rápida inspeção em objetos grandes e estimativas de transferência.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Tendo em vista as desvantagens citadas acima da técnica anterior, a presente invenção fornece um método e sistema para formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular, que tem uma estrutura simples, de baixo custo e alta velocidade de inspeção.

Para atingir o objetivo acima descrito, a presente invenção fornece um método para a formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular, que compreende os seguintes etapas:

1) emissão de raios-X por uma fonte de radiação através de um controlador de feixe para gerar dois feixes de raios-X com um ângulo entre eles;

2) fazer com que os ditos dois feixes de raios-X dispostos obliquamente penetrem através dos objetos sob detecção para gerar duas imagens de transmissão, isto é, imagens de transmissão direita e esquerda;

3) segmentação das ditas imagens de transmissão

esquerda e direita;

4) Contraposição dos resultados da dita

segmentação;

5) Criação dos tomogramas das ditas imagens de

transmissão na direção de profundidade e reconstrução da

escala cinza dos tomogramas.

Para atingir o objetivo descrito acima, a presente

invenção fornece um sistema para formação de imagem

radiográfica por varredura estereoscópica binocular, que

compreende uma fonte de radiação 1, um controlador de feixe

2, um arranjo de detector esquerdo 4, um arranjo de detector

direito 5, um sistema de aquisição de imagem 6, um sistema

de aquisição de imagem direita 7 e um sistema de

processamento computacional 8, e que é caracterizado pelo

fato de que:

a dita fonte de radiação 1 é um gerador de raios-X para a geração de dois feixes de raios-X com um ângulo entre

eles;

o dito arranjo do detector esquerdo 4 recebe raios-X e os converte em sinais elétricos que devem ser introduzidos no dito sistema de aquisição de imagem esquerda

6;

o dito arranjo do detector direito 5 recebe raios- X e os converte em sinais elétricos que devem ser introduzidos no dito sistema de aquisição de imagem direita

7;

o dito sistema de aquisição de imagem esquerda 6 recebe os sinais elétricos enviados pelo dito arranjo de detector esquerdo 4 e obtêm dados de imagem esquerda a

partir dos sinais elétricos;

o dito sistema de aquisição de imagem direita 7

recebe os sinais elétricos enviados pelo dito arranjo do

detector direito 5 e obtém dados de imagem direita a partir

dos sinais elétricos;

o dito sistema de processamento computacional 8

recebe os ditos dados de imagens direita e esquerda a partir

dos sistemas 6 e 7 de aquisição de imagem esquerda e

direita, respectivamente, segmenta os ditos dados de imagens

direita e esquerda e compara o resultado da dita segmentação

de forma a criar o tomograma obtido na direção de

profundidade das imagens de transmissão e reconstrói a

escala de cinza do tomograma

Com a configuração descrita acima, isto é, ao

utilizar a mesma fonte de radiação e ao mesmo tempo adicionar apenas um conjunto do arranjo de detector e seu correspondente sistema de aquisição de imagem, o método e o sistema da presente invenção pode oferecer uma imagem de transmissão com informação de profundidade, que elimina a maioria das superposições de imagem, reflete a verdadeira forma e natureza do objeto detectado e assenta a fundação para o reconhecimento automático do objeto. Comparado com a técnica anterior, a presente invenção é conveniente, é rápida na detecção e permite o reconhecimento de objetos de diferentes profundidades com baixo custo. O aparelho da presente invenção possui uma estrutura simples e baixo custo; pode ser consertado diretamente em qualquer sistema de inspeção de recipiente estacionário ou aplicado a qualquer sistema de detecção recentemente construído para recipientes de grandes dimensões, tanto móvel quanto estacionário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 consiste em um diagrama de arquitetura representando um sistema de formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular, de acordo com a

presente invenção;

As Figuras 2A e 2B são vistas de topo do desenho

esquemático do sistema de formação de imagem radiográfica

por varredura estereoscópica binocular, de acordo com a

presente invenção.

A Figura 3 é uma vista lateral do desenho

esquemático do sistema de formação de imagem radiográfica

por varredura estereoscópica binocular, de acordo com a

presente invenção.

A Figura 4 é um fluxograma da operação do método

de formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular, de acordo com a presente invenção.

A Figura 5 é um fluxograma para segmentação de imagem, de acordo com a presente invenção.

A Figura 6 é um diagrama que representa o efeito após a segmentação das vistas esquerda e direita da superposição de três camadas, de acordo com a presente invenção.

A Figura 7 é um diagrama esquemático para tomogramas estereoscópicos binoculares da imagem de transmissão na direção de profundidade, de acordo com a presente invenção; e

A Figura 8 é um fluxograma para reconstrução

escala de cinza, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODADALIPAPES PREFERENCIAIS

A partir daqui, segue-se a explicação de uma modalidade da presente invenção associada às figuras.

A Figura 1 é um diagrama de arquitetura de um sistema de formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular, de acordo com a presente invenção. Como mostrado na Figura 1, o sistema de formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular da presente invenção compreende os seguintes dispositivos:

uma fonte de radiação 1, sendo um gerador de raios-X, capaz de gerar um feixe de raios-X;

um controlador de feixe para o recebimento dos raios-X emitidos pela fonte de radiação 1 e para a geração de dois feixes de raios-X, os quais podem ser simétricos ou assimétricos, e formar um ângulo entre eles.

um arranjo de detector esquerdo 4 para o recebimento de raios-X e sua conversão em sinais elétricos para serem lançados em um sistema de aquisição de imagem direita 6;

um arranjo de detector direito 5 para o recebimento de raios-X e sua conversão em sinais elétricos para serem lançados em um sistema de aquisição de imagem direita 7;

o sistema de aquisição de imagem esquerda 6 para o recebimento dos sinais elétricos enviados pelo arranjo de detector esquerdo 4 e aquisição de dados de imagem esquerda dos sinais elétricos;

o sistema de aquisição de imagem direita 7 para a

recepção de sinais elétricos enviados pelo arranjo de

detector direito 5 e aquisição de dados de imagem direita

dos sinais elétricos;

um sistema de processamento computacional 8 para recepção de dados de imagem direita e esquerda dos sistemas de aquisição de imagem direita e esquerda 6 e 7, processamento de dados de imagem esquerda e direita e exibição de cada uma das imagens de objeção detectadas, ou os tomogramas de diferentes profundidade construídos a partir de duas imagens na tela de um computador.

Na presente invenção, a fonte de radiação 1, cooperando com um controlador de feixe 2, emite dois feixes de raios-X, que são simétricos ou assimétricos e têm um ângulo entre eles. Os feixes de raios-X, depois de penetrar um objeto sob a detecção 3, são recebidos pelo arranjo do detector esquerdo 4 e pelo arranjo de detector direito 5, respectivamente, e depois são convertidos em sinais elétricos para serem lançados nos sistemas de aquisição de imagem esquerda e direita 6 e 7, respectivamente. Depois de serem processados pelo sistema de processamento computacional 8, os dados de imagem dos sistemas de aquisição de imagem esquerda e direita 6 e 7 podem ser usados para mostrar cada uma das imagens de objeção detectadas ou os tomogramas de diferentes profundidades reconstruídos a partir de duas imagens na tela de um computador.

Uma modalidade preferencial da presente invenção utiliza um colimador de duplo corte como controlador de feixe para controle de feixe nos raios emitidos pela fonte de radiação.

As Figuras 2 e 3 são vistas laterais e de topo para desenho esquemático dos dispositivos necessários para a implementação da presente invenção, respectivamente, onde a figura 2Δ representa o caso de feixes de raios simétricos, e a figura 2B representa o caso de feixes de raios assimétricos. Como demonstrado nas figuras 2 e 3, dois cortes de colimação são fornecidas no controlador de feixe para dar forma aos raios-X emitidos pela fonte de radiação formando dois feixes de raios, tanto simétricos quanto assimétricos, com um ângulo entre eles. Ambos os arranjos de detector esquerdos 4 e 5 voltam-se diretamente para o setor de feixe definido pelos cortes de colimação do colimador de duplo corte, varrem ou inspecionam o objeto sob detecção de forma simétrica e transmitem os sinais elétricos para os correspondentes sistemas de aquisição de imagem esquerda e direita. Depois, o sistema de processamento de computacional 8 realiza o processador de imagem para obter os tomogramas de transmissão que contêm informação de profundidade.

A Figura 4 é um fluxograma para a operação de um método de formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular, de acordo com a presente invenção. 0 processo de operação especifico do método de formação de imagem radiográfica por varredura estereoscópica binocular, de acordo com a presente invenção será elaborado com

referência à figura 4.

Primeiro, na etapa 401, uma fonte de radiação emite dois feixes de raros para criar duas imagens de

^ ω Hirpita No método de • icfn é, esquerda e airen-d.

transmissao, xsto

formação de imagem radiogrâfica por varredura estereoscópica binocular, os raios-X emitidos pela mesma fonte de radiado são utilizados. Os raios-X, após passarem através de um colimador de duplo corte, formam dois feixes e penetram no objeto sob detecção, onde os dois feixes tém um ângulo entre eles e definem um setor de feixes. 0 feixe esquerdo no setor de feixes é recebido por um arranjo do detector esquerdo e 0 depois é convertido em sinais elétricos para serem lançados em um módulo de aquisição de imagem esquerda para a geraçao de vista tomada do lado esquerdo, enquanto o feixe direito no setor de feixes é recebido por um arranjo de detector direito e depois convertido em sinais elétricos a serem lançados em um módulo de aquisição de imagem direita para a geração de uma vista direita. Desde que as vistas, esquerda e direita, sejam formadas através da passagem dos raxos-X emitidos pela fonte de radiação única através do colimador de duplo corte para gerar dois feixes dispostos obliquamente um com o outro, e fazendo com que os dois feixes penetrem no objeto sob detecção em forma de setor de feixe, respectivamente, a fonte de radiação para ambas as vistas esquerda e direita é a mesma e, desta forma, coerente com suas caracteristicas, e existindo uma certa paralaxe entre a vista esquerda e a vista direita. 0 valor da paralaxe depende do ângulo entre os dois feixes, bem como da posição espacial do objeto sob detecção ao longo da direção de

profundidade.

A vista esquerda e a vista direita são segmentadas na etapa 402. Tal segmentação de imagem é necessária para a vista esquerda e para a vista direita, a fim de se obter os tomogramas das vistas de transmissão ao longo da direção de profundidade, removendo, assim, o efeito da superposição de imagem. Na presente invenção, o algoritmo de extração de borda é aplicado à segmentação de imagem. O método de extração de borda é um dos métodos de segmentação descontínuos típicos. Neste método, diversas bordas são primeiramente obtidas através de detecção de descontinuidade local e depois conectadas umas com as outras. Este método de extração de bordas é confiável na segmentação de uma imagem de transmissão de raios-X devido às características inerentes da imagem de transmissão de raios-X para sobreposição de objetos. Na presente invenção, os operadores de detecção de bordas Sobel e Canny são utilizados simultaneamente para a extração de bordas, que então são sintetizadas formando uma imagem de borda resultante. Finalmente, a conexão de borda é extraída da imagem de borda resultante de forma a definir as regiões encerradas. Desta forma, a segmentação para cada uma das vistas esquerda e direita pode ser concluída.

A Figura 5 é um fluxograma para segmentação de imagem, de acordo com a presente invenção. 0 processo de operação específica da segmentação de imagem, de acordo com a presente invenção, será elaborado com referência à Figura 5.

0 fluxo se inicia com a extração da borda na etapa 501. Na presente invenção, os operadores de detecção de borda Sobel e Canny são usados simultaneamente para extração de borda. Para cada pixel em uma imagem digital {f (i, j) }, o operador de detecção de borda Sobel calcula a diferença ponderada da escala de cinza entre o pixel e seus pixels vizinhos, isto é, de cima, de baixo, os da esquerda e da direita, com o pixel vizinho mais próximo tendo um peso maior e o pixel vizinho mais afastado tendo um peso menor, como definido na equação seguinte:

Í(uHM + IM

=!(/(/ -1, / -1) H- 2 / (/ -1, /)

+ /(í-L, / + 1))- (/(* + l, 7-1) ■+ 2 / (/ + 1, /') + /(? + Uj 1)|

+ /(/ + W-l)M/0'-W+l)

+ 2/(/./ + l)+/(i + lJ + l))|

Os operadores de convolução são expressos como:

r \ 2 1Λ íl 0 -IΛ

0 0 0 , 2 0 -2

1,-1 -2 -I J V1 o -1

Δ,/ M

Em seguida, um Th limítrofe é selecionado e qualquer pixel (i, j) será determinado como um ponto de borda do tipo degrau caso preencha a inequação S (i, j) > Th, onde S(i, j) representa a imagem de borda resultante.

Por outro lado, o algoritmo de detecção de borda Canny geralmente compreende as etapas de: regular a imagem com um filtro Gauss; calcular a magnitude e a direção do gradiente pelo uso de diferença finita de derivativo parcial de uma ordem; aplicando imagem de supressão não-máxima à magnitude do gradiente; e detectar e conectar bordas através de um algoritmo duplo limítrofe. 0 operador Canny pode reduzir pseudo bordas utilizando o algoritmo duplo limítrofe Especificamente, a imagem de supressão não máxima é binarizada com os dois limiares Th1 e Th2, onde 2Thj_ « Th2r para obter duas imagens de borda limítrofes N1 (i, j) e N2 (i,j). N2 (i,j) é extraído com o Th2Iimitrofe mais alto e então tem menos pseudo bordas, mas existe uma descontinuidade nele. Portanto, é necessário conectar cada borda intermitente em uma borda integral e contínua em N2 (i,j) . 0 algoritmo começa com um pixel chamado de um ponto final em N2 (i,j), e depois procura nos arredores da vizinhança 8 um pixel em N1 (i,j) correspondente ao ponto final para um pixel que pode ser conectado com o ponto final. Desta forma, o algoritmo continua e repetidamente coleta pontos de borda em N1 (i,j) até que a borda intermitente em N2 (i,j) seja apresentada formando um contorno ininterrupto.

Finalmente, uma imagem de borda encerrada é obtida na etapa 502. Como será explicado posteriormente, todas as bordas detectadas pelos operadores de detecção de borda Sobel e Canny devem ser levados em consideração para permitir conexão de borda para a obtenção de uma imagem de borda encerrada satisfatória.

Na presente invenção, a imagem de borda inicial resulta de uma operação OR lógica entre as imagens de borda binárias pelos dois operadores acima. Cada uma das bordas obtidas pelo método anterior sempre compreende partes intermitentes ou até mesmo pixels de borda individual devido ao efeito ocasionado pelo ruido e coisas do gênero, por isso é necessário conectar estas partes ou pixels de borda. Na presente invenção, dois pixels de borda são conectados com base em sua semelhança em termos de magnitude gradiente e/ou direção gradiente. Por exemplo, um pixel (s, t) pode ser conectado com um pixel (x,y) caso o anterior esteja na vizinhança do posterior, e suas magnitudes gradientes e direções gradientes tem os seguintes requisitos com respeito aos limítrofes especificados:

\V<p(x,y)--V(p(sj)\<A

Sfjdy) <r>(x,y)=atctana(G„/Gy)

em que , , T

representa o limítrofe para magnitude, A refere-se ao ângulo. Como tal, através da repetição da determinação acima e conexão com todos os pixels de borda relevantes, obtêm-se uma borda contínua e encerrada.

Na etapa 503, cada imagem das vistas esquerda e direita é segmentada de acordo com a correspondente resultante imagem de borda encerrada. Aqui, como a imagem é dividida em compartimentos em dois tipos de regiões, isto é, interna e externa, pela borda encerrada, uma operação dilação-erosão morfológica pode ser empregada para encontrar um pixel pertencente a uma das regiões internas. Então, iniciando com este pixel e através do uso do método de crescimento da região, os pixels pertencentes à região interna são preenchidos com o valor do "1", e os pixels pertencentes à região externa são preenchidos com o valor "0". Como resultado, o padrão binário para cada região interna é obtido, e a segmentação da imagem é então completada.

0 fluxo acima começa com a procura de bordas na imagem original com ambos os operadores Sobel e Canny, para obter duas imagens de borda. Então, as duas imagens de borda são combinadas em uma, e as partes ou pontos quebrados são conectados. 0 objeto padrão é finalmente extraido pela designação de "1" às regiões dentro das bordas encerradas, e "0" para as regiões fora delas. Referindo-se agora à Figura 4, os resultados da

segmentação das vistas esquerda e direita se contrapõem na etapa 403. Na presente invenção, essa correspondência é conduzida com base nas características geométricas dos resultados de segmentações esquerda e direita. Primeiro, é criado um objeto para cada um dos

resultados de segmentação, com o conjunto de propriedades do objeto {PK, K = A, Β, ~ , F) compreendendo: Pa : comprimento de borda 1;

Pb : o conjunto de coordenadas { (xi, yi) }, i = 1,2,...,1, de pixels de borda Pc: área;

PD: as coordenadas do centro de gravidade ι α

I Vi

α

η Tt

1 1S-=T,

Xif V1 € R

em que Ré ο conjunto de pixels dentro de uma borda encerrada;

Pe: razão perimetro/área l/n; PF: altura e largura do objeto W = Max (Xi) - min (Xi)

h = max (yí) - min (y±) i = 1,2,..., 1.

Em segundo lugar, são atribuídos ao conjunto das propriedades dos objetos {PK) os pesos correspondentes {wk}. Supondo que o conjunto de propriedades do objeto para a vista esquerda é {PIfK), e o conjunto de propriedades do objeto para a vista esquerda (direita) é {Pj,k}, em que i e j servem como índices de objeto nas vistas esquerda e direita, respectivamente, a seguinte equação pode ser calculada:

- ■ . í = l

Então um Thmat limítrofe é selecionado de tal forma que, quando Eirj atinge seu mínimo e Eifj< Thmat mantêm, o i e o j correspondentes designam os objetos contrapostos nas vistas esquerda e direita, isto é, i e j são os índices para os resultados da segmentação.

Por exemplo, o resultado da contraposição no exemplo acima é: (a) ser contraposto com (b) , (c) com (d) e (e) com (f). Para que o objeto seja contraposto com sucesso, sua paralaxe absoluta é calculada subtraindo-se de sua posição em uma de suas vistas esquerda ou direita, da outra vista:

P^k = Plxk - ]lR,x,k

Pixk representa a coordenada horizontal do centro de gravidade para o k- objeto confrontado na vista esquerda, e μ R,x,k a coordenada horizontal do centro de gravidade para o k—objeto confrontado na vista direita.

Na etapa 404, os tomogramas da imagem de transmissão são construídos na direção de profundidade, e a escala de cinza de cada tomograma é reconstruída. Para ser mais específico, com base no resultado de contraposição das vistas esquerda e direita, bem como a paralaxe absoluta correspondente, os tomogramas de forma da imagem de transmissão podem ser reconstruídos na direção de profundidade e a escala de cinza para cada tomograma pode também ser reconstruída. Desta forma, os objetos que se sobrepõem uns aos outros são classificados em diferentes tomogramas, eliminando, dessa forma o efeito de superposição na transmissão da imagem.

A Figura 8 mostra um fluxograma detalhado para reconstrução da escala de cinza, de acordo com a presente invenção. O processo de implementação concreto, de acordo com a presente invenção, será elaborado com referência à Figura 8.

Na presente invenção, a escala de cinza para cada objeto é reconstruída e despregada da escala de cinza, camada por camada, a partir da mais externa para a mais interna. Particularmente, a escala de cinza para o objeto confrontado na posição mais externa (diretamente adjacente à região de fundo) é reconstruída em primeiro lugar e despregada da imagem. Então, o próximo objeto que esteja na posição mais externa é submetido ao mesmo processo. Este procedimento é repetido até que a reconstrução da escala de cinza seja executada em todos os objetos confrontados. As etapas específicas são:

etapa 801: estabelecer um objeto candidato colocado para reconstrução da escala de cinza utilizando os objetos obtidos na etapa 404;

etapa 802: restaurar as propriedades de um dos

obj etos;

etapa 803: determinar se os objetos restaurados têm uma borda adjacente à região de fundo;

etapa 804: reconstruir a escala de cinza para o objeto, caso o objeto restaurado tenha uma borda adjacente à região de fundo, e, caso o objeto esteja coberto por outro, reconstruir a escala de cinza para o objeto sobrejacente; etapa 8 05: remover o objeto da imagem Para cada objeto ajustado, as etapas 802 a 805 se repetem até que a reconstrução da escala de cinza seja executada em todos os objetos contrapostos.

Durante o processo da reconstrução da escala de cinza, cada um dos objetos compreende apenas dois tipos de partes, uma sendo a parte adjacente à região de fundo, e a outra sendo a parte encoberta por outro objeto. Percebe-se que para um objeto que inicialmente esteja completamente encoberto, não tendo assim nenhuma borda adjacente ao fundo, parte da região onde esteja o objeto que o encobre deve tornar-se parte da região de fundo, e, assim, poderá ser considerada como a nova região de fundo, após um número suficiente de descamações e, em conseqüência, o objeto encoberto terá uma borda adjacente à nova região de fundo. A escala de cinza reconstruída para o objeto eqüivale à diferença entre a escala de cinza fora da borda e a de dentro da borda, isto é,

Sobj = (S0ut — Sin) Depois de ter sido reconstruído, o objeto é removido da imagem original. Falando especificamente, a escala de cinza para a região do objeto adjacente ao fundo é adicionada ao S0bj para tornar-se a escala de cinza de fundo Sout, enquanto a escala de cinza para a região encoberta por outro objeto é adicionada a s0bj, e depois multiplicada por um coeficiente de correção não linear arst, ou seja,

Srst — Oírst ( Sorg S0bj ) A Figura 6 é um diagrama que mostra o efeito pós

segmentação das vistas esquerda e direita da superposição de três camadas, de acordo com a presente invenção. Como mostrado na Figura 6, (a) representa a vista esquerda, enquanto (b) representa a vista direita. 0 efeito pós segmentação das vistas esquerda e direita são: (c) para o modelo do primeiro objeto, na vista esquerda e (d) para o modelo do primeiro objeto na vista direita, com o par de modelos de objetos sendo dois retângulos maiores, como mostrado na figura; (e) para o modelo do segundo objeto na vista esquerda e (f) para o modelo do segundo objeto na vista direita, com o par de modelos de objetos sendo dois retângulos menores como mostrado na figura; e (g) para o modelo do terceiro objeto na vista esquerda e (h) para o modelo do terceiro objeto na vista direita, com o par de modelos de objeto sendo duas elipses como mostrado na figura.

A Figura 7 é um diagrama esquemático para tomogramas estereoscópicos binoculares da imagem de transmissão na direção de profundidade, de acordo com a presente invenção. Como mostrado na Figura 7, uma coordenada espacialmente ortogonal é estabelecida, de tal forma que a direção de varredura (ascendente verticalmente) seja representada pela direção positiva de χ eixos geométricos, a direção de alinhamento do arranjo do detector (verticalmente para fora do plano da figura), seja representada pela direção positiva de y eixos geométricos, a direção horizontalmente para a direita é representada pela direção positiva de ζ eixos geométricos, e a localização O da fonte de radiação é considerada a origem das coordenadas. Os tomogramas são uma série de planos espaciais paralelos ao plano x-O-y, e o que é mostrado pela linha tracejada na figura representa a projeção dos planos do tomograma no plano x-O-z. Na figura 7, L representa a projeção do feixe primário esquerdo no plano x-0-z., enquanto R representa a projeção do feixe primário direito no plano x-O-z. θ é o ângulo entre a projeção do feixe de raios esquerdo e direito no plano x-O-z.

A profundidade do tomograma significa a distância entre o plano do tomograma e o plano x-o-y, e a relação entre a profundidade do tomograma e a paralaxe pr é tan (Θ/2) = pr/z. Cada um dos objetos confrontados é representado no tomograma com a profundidade correspondente, que é calculada como

Z = PR/tan (θ/2) = (μχ,± ~μΧιύ)/tan (θ/2) em que μΧ/ί e μχ,j constituem coordenadas

horizontais dos centros de gravidade nas vistas esquerda e direita, respectivamente, para os objetos confrontados.

Na equação acima, a paralaxe é diretamente proporcional à profundidade do tomograma. Isto pode ser provado como demonstrado na Figura 7, na qual o objeto representado por (a) e (b) encontra-se na primeira camada e,desta forma, tem uma profundidade minima já que a paralaxe é a menor; o objeto representado por (c) e (d) encontra-se na segunda camada tendo, portanto, uma profundidade média, já que a sua paralaxe está no meio; e o objeto representado por (e) e (f) encontra-se em uma terceira camada tendo, portanto, a profundidade máxima, já que a sua paralaxe é a maior.

A descrição anterior encerra somente as modalidades preferenciais da presente invenção e não pretende limitá-la sob hipótese alguma. Nesse sentido, várias modificações e variações feitas por aqueles versados na técnica, sem afastar-se do principio da presente invenção, podem ser abrangidas pelo escopo da presente invenção, definido pelas reivindicações em anexo.

Claims

1. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:1)gerar dois feixes de raios-X com um ânguloentre eles a partir dos raios-X emitidos por uma fonte de radiação;2)fazer com que os ditos dois feixes de raios-X inclinados penetrem através dos objetos mediante detecção para obter dados para as imagens de transmissão esquerda e direita;3)segmentar das ditas imagens de transmissão esquerda e direita;4)contrapor dos resultados da dita segmentação;5)criar de tomogramas para a imagem de transmissão contraposta na direção de profundidade e a reconstrução das escalas de cinza dos tomogramas.

2 . "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa 1) os raios-X formam um feixe de raios-X com um ângulo entre eles pela passagem através de um controlador de feixe, e os raios-X penetram através dos objetos sob detecção na forma de setor de feixe

3. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segmentação das ditas imagens de transmissão esquerda e direita na etapa 3) é implementada de acordo com um algoritmo de extração de borda.

4 . "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a segmentação das ditas imagens de transmissão esquerda e direita na etapa 3)compreendem adicionalmente etapas de: 1) extrair de bordas em cada uma das ditas imagens de transmissão esquerda e direita; 2) obter bordas encerradas nestas imagens; 3) segmentar destas imagens de acordo com as bordas encerradas obtidas.

5. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a contraposição dos resultados da dita segmentação na etapa 4) é implementado de acordo com as características geométricas dos resultados de segmentação esquerda e direita.

6. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a contraposição dos resultados da dita segmentação na etapa 4 compreende adicionalmente as etapas de: 1) criar objetos para os resultados de segmentação ; 2) atribuir os pesos correspondentes ao conjunto proprietário dos objetos.

7 . "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a criação dos tomogramas para as imagens de transmissão contrapostas na direção de profundidade na etapa 5)é implementada com base nos resultados contrapostos das imagens da esquerda e da direita, bem como as paralaxes absolutas correspondentes.

8 . "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a reconstrução da escala de cinzas para os tomogramas na etapa 5) é implementada descascando-se a camada de escala de cinza, da camada mais externa para a mais interna, em particular, a escala de cinza para o objeto contraposto na posição mais externa adjacente ao fundo, é reconstruída primeiro e despregada de sua imagem, na seqüência, o objeto na posição mais externa seguinte é então processado da mesma maneira, e este procedimento se repete até que a reconstrução da escala de cinza tenha sido executada em todos os objetos contrapostos.

9. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a reconstrução da escala de cinza para os tomogramas na etapa 5)compreende adicionalmente etapas de: 1) estabelecer um conjunto de objeto candidato à reconstrução da escala de cinza pela utilização dos ditos objetos; 2) recuperar as propriedades de um dos ditos objetos; 3) determinar se o objeto recuperado que tem uma borda adjacente ao fundo; 4) reconstruir a escala de cinza para o objeto caso o objeto recuperado tenha uma borda adjacente ao fundo, e, caso o objeto seja coberto por outro, a reconstruir da escala de cinza para o objeto que encobre o outro; 5) remover do objeto da imagem; e para cada objeto no conjunto de objeto, as etapas 2) a 5) são repetidas até que a reconstrução da escala de cinza tenha sido executada em todos os objetos contrapostos.

10. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a dita extração de borda na imagem é conduzia pela utilização dos operadores de detecção de borda Sobel e Canny simultaneamente.

11. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que, para cada pixel em uma imagem digital {f(i,j)}, dito operador de detecção de borda Sobel calcula a diferença de peso da escala de cinza entre o pixel e seus pixels vizinhos, isto é, o superior,o inferior,o da esquerda e o da direita, com um pixel vizinho mais próximo tendo um peso maior e o pixel vizinho mais distante tendo um peso menor.

12. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que, a extração de borda pela utilização do dito operador de detecção de borda Canny compreende etapas de: 1) aperfeiçoar a imagem com um filtro Gauss; 2) calcular a magnitude e direção de gradiente pelo uso da diferença finita de agente derivativo parcial de uma ordem; 3) aplicar a supressão não máximo à magnitude do gradiente; e 4) detectar e conectar as bordas através de algoritmo duplo limítrofe.

13. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que,a obtenção de bordas encerradas nessas imagens da etapa 2) é conduzida de forma que dois pixels de borda sejam conectados com base na semelhança entre eles em termos de magnitude gradiente ou direção gradiente.

14. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, a segmentação de imagem de acordo com as bordas encerradas obtidas na etapa 3) compreende as etapas de: encontrar um pixel que pertence a uma região dentro de uma das bordas encerradas pela utilização de operação de erosão por dilatação morfológica; começar com este pixel e pelo uso do método de crescimento da região, completar com os pixels que pertencem á região interna da borda encerrada com o valor "1", enquanto completa-se com os pixels pertencentes à região externa da borda encerrada com o valor "0", e portanto obtendo modelos binários para todas as regiões internas das bordas encerradas, para completar a segmentação da imagem.

15. "MÉTODO DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a escala de cinza é reconstruída para o objeto recuperado na etapa 3)caso o objeto tenha uma borda adjacente ao fundo, e, caso o objeto esteja coberto por outro, a escala de cinza é reconstruída ao mesmo tempo para o objeto que encobre o outro, então, o objeto é removido do conjunto de objetos e da imagem.

16. "SISTEMA DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", caracterizado pelo fato de que compreende uma fonte de radiação (1), um arranjo de detector esquerdo (4), uma arranjo de detector direito (5), um sistema de aquisição de imagem esquerda (6), um sistema de aquisição de imagem direita (7), e um sistema de processamento computacional (8), em que: a dita fonte de radiação (1) é um gerador de raios-X para gerar dois feixes de raios-X com um ângulo entre eles; o dito arranjo de detector esquerdo (4) recebe raios-X e os converte em sinais elétricos para serem lançados no dito sistema de aquisição de imagem esquerda (6) ; o dito arranjo de detector direito (5) recebe raios-X e os converte em sinais elétricos para serem lançados no dito sistema de aquisição de imagem direita (7); o dito sistema de aquisição de imagem (6) recebe os sinais elétricos enviados pela dito arranjo de detector esquerdo (4)e adquire dados de imagem esquerda a partir dos sinais elétricos; o dito sistema de aquisição de imagem direita (7) recebe sinais elétricos enviados pelo dito arranjo de detector direito (5) e adquire dados de imagem direita a partir dos sinais elétricos; o dito sistema de processamento computacional (8) recebe os ditos dados de imagem esquerda e direita a partir dos sistemas de aquisição de imagem esquerda e direita (6) e (7) respectivamente, segmenta os ditos dados de imagem esquerda e direita e contrapõe os resultados da dita segmentação de forma a criar tomograraas das imagens de transmissão confrontadas na direção de profundidade, reconstrói a escala de cinza dos tomogramas e exibe os tomogramas de transmissão com diferentes profundidades reconstruídas a partir de dados de imagem tanto direita quanto esquerda.

17. "SISTEMA DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um controlador de feixe (2) para o recebimento de raios-X emitidos pela fonte de radiação (1) e gerar de dois feixes de raios-X, os quais são simétricos ou assimétricos e possuem um ângulo entre eles.

18. "SISTEMA DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito controlador de feixe (2) é um colimador de corte duplo,

19. "SISTEMA DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que dois cortes por colimação são fornecidos no dito colimador de corte duplo para Iconformar os raios-X emitidos pela dita fonte de radiação em dois setores de feixes, tanto simétricos quanto assimétricos, com um ângulo entre eles.

20. "SISTEMA DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que dita arranjo do detector é formada por braços do tipo L.

21. "SISTEMA DE FORMAÇÃO DE IMAGEM RADIOGRÁFICA POR VARREDURA ESTEROSCÓPICA BINOCULAR", de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que dito sistema de processamento computacional (8) pode também exibir as imagens dos objetos sob detecção, baseado nos dados de imagem esquerda e direita, respectivamente.