入射射线只随穿透物体的厚度增加而按指数规律迅速衰减，在实际X射线检测中常常都是宽束射线情况。即到达探测器的射线中不仅有入射射线中未与物质作用，沿着直线方向穿透物质的一次射线，还有与物质相互作用过程中产生的散射线二次射线和散射电子。应用宽束射线时，一次透射射线和散射射线同时到达探测器，到达探测器强度减弱程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。单能X射线只存在理想状态下，实际应用中的单能X射线往往是窄束连续谱射线。不同能量的射线穿过同样厚度的物体时所受到的衰减并不相同，使连续谱射线的衰减规律变得复杂。如果对连续谱射线的各波长分量分别进行计算将相当复杂，因此在讨论连续谱射线的衰减规律时，常会引入一个等效波长也称为平均波长。采用这个波长对连续谱射线的衰减规律进行近似的分析计算，X射线等效波长穿过一定厚度的物体后，连续谱射线的透射射线等效波长与入射射线相比，将发生硬化现象即等效波长减小平均能量提高。
鞋厂验针专用的X光机检测鞋子，之所以可以高清晰的显示断针断钉等异物的图像，是因为在图像识别领域，有效识别特征的提取是保证视觉系统识别速度和识别准确率的关键。鞋子验针X光机是直接利用图像的像素值作为识别的样本特征，基于模板的各种图像匹配识别算法，取像素点的灰度值作为分类的样本数据。即使是很小的产品目标图像，如果直接采用像素值作为样本向量，会直接的导致X光机系统识别的时间。不适用于对复杂的鞋子结构的验针识别，可以用做对图像特征的提取，以检查较小的结构尺寸为基准。鞋子验针X光机的目标图像基准点在确认后，对有效区域的图像作恰当的数学描述，以获得一组少而精的特征来作为图像的描述符，X光机就能实现对检测的鞋子与样本图像之间的匹配，进而完成检针任务。被检测物品特征的提取是模式识别与图像分析领域中较重要的，也是较基本的问题之一。鞋子验针X光机的图像中正确的选择和抽取有效特征，是解决对断针断钉等异物识别的关键，主要包括鞋子的特征选择及特征定位和特征的提取。
当入射X射线穿过物体时，其光子将与物质发生复杂的相互作用。由于这些相互作用使从物体透射的一次射线强度低于入射射线强度，从而使X射线强度发生衰减。入射射线经过与物质的相互作用后，在出射的射线中包含透射的一次射线，未与物质发生作用而直接穿透物体。也就是说入射光子的能量，除保留在透射一次射线中的一部分外，另有一部分会转移到能量或方向已经改变的光子那里。还有一部分转移到与之相互作用的电子或产生的电子那里，这一过程也被称为散射。转移到电子的这一部分能量，由于电子可以与物质相互作用而有相当一部分损失在物体之中。入射到物体的射线由于一部分能量被吸收，一部分能量被散射而受到减弱使其强度产生衰减。按射线的能量可分为单色射线和连续谱射线，单色射线是指射线的能量是单一的，即射线只含有一种能量的光子是单一波长的。连续谱射线是指射线包含连续分布能量的射线，即射线含有不同能量的光子，射线的波长不是单一的而是一段波长范围。
图像处理是一个视觉信息处理过程，就是使可以看到的图像质量逐步提高的过程。其目的就是对图像进行加工，以得到对具体应用来说视觉效果更好，更有用的图像效果。X射线检测机图像处理分为传感预热处理、分割、描述、识别、表达和解释6大部分组成，图像处理和分析主要有图像增强、图像恢复、图像重建、图像编码和分割等几种方法。X射线检测图像增强是提高图像视觉质量的重要因素，有空域增强和频域增强。所完成的工作包括了去除图像的噪音，以及增强图像的对比度等。图像恢复是把退化图像复原，重新获得原始图像的过程。X光机的图像编码就是实现对图像压缩，而图像数据量的压缩对图像的存储和传输都至关重要。图像分割就是从处理开始到分析转变的关键，也是图像自动分析的第一步，分为并行边界类、串行边界类、并行区域类和串行区域类4种分割方法。根据X射线检测的实际情况不同，具体应用的目的和要求也不同，所有的图像处理方法也不尽相同。但是无论采用什么样的处理方法和方式，其较终目的就是对检测区域图像质量的提高。
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