一种目标物的系列X光像的坐标对应方法与流程

本发明属于x光像数据处理领域，具体涉及一种目标物的系列x光像的坐标对应方法。

背景技术：

x光成像非常广泛地应用于惯性约束聚变、实验室天体物理以及高能量密度物理科学研究中，用于诊断三维目标物，例如聚变靶丸、辐射源以及极端条件下物质等的二维空间、时间分辨信息。通常在二维空间分辨的诊断中，人们会获得不同观测方位的多幅x光像，上述科学研究需要将这些图像通过坐标进行精确地一一对应，因为通过对应可给出诸如电子温度、电子密度、对称性分析等重要信息。在时间分辨的诊断中，人们又会获得随时间变化的多幅x光像，相关科学研究需要定量化分析这些图像的坐标时间演化以研究对称性变化等问题。

而现有x光像数据处理存在以下不足：1、对于不同观测方位空间分辨x光成像诊断，依据投影原理以及目标物发光的不均匀性，所得不同观测方位的各幅x光像是明显不同的，这包括空间强弱分布以及外形几何的不同，因此这些x光像是难以实现坐标精确对应的；2、对于不同时间段时间分辨x光成像诊断，由于目标物随着时间演化，其x光发光状态是变化的，所得不同时间段的各幅x光像也是明显不同的，这也包括空间强弱分布以及外形几何的不同，但是如何定量化分析这些图像的坐标时间演化仍然缺乏相应的坐标对应方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种目标物的系列x光像的坐标对应方法。

本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法包括以下步骤：

a.记录目标物的系列x光像，将每幅x光像中的各记录单元记录的x光强度求和，获得每幅x光总强度，得到a；

b.将每幅x光像中的各记录单元的x光强度与对应的二维坐标相乘，并求和，得到b；

c.c=b/a，得出每幅x光像的光强重心坐标；

d.利用系列x光像中的每幅x光像的光强重心坐标相对应的属性，给出系列x光像中的每幅x光像的二维坐标对应关系。

所述的x光像为由针孔、kirkpatrick–baez镜或弯晶成像器件中的一种所成的x光像。

所述的系列x光像包括针对同一个目标物在不同方位记录的x光像，或者在不同时间段记录的x光像。

本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法应用于惯性约束聚变、实验室天体物理或高能量密度物理中的目标物x光像数据处理。

本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法中的每幅x光总强度a、每幅x光像中的各记录单元的x光强度与对应的二维坐标乘积的总和b、每幅x光像的光强重心坐标c和每幅x光像的二维坐标对应关系可通过手工记录、软件或编程方式获得。

本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法具有以下优点：

1.能够实现不同观测方位的各幅x光像坐标精确对应。

2.能够实现定量化分析不同时间段的各幅x光像坐标时间演化。

3.坐标对应精度达到成像系统空间分辨水平。

本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法能够实现系列x光像的坐标精确对应以及定量化分析，在惯性约束聚变、实验室天体物理或高能量密度物理中具有广阔且重要应用前景。

附图说明

图1为本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法的投影坐标示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法包括以下步骤：

a.记录目标物的系列x光像，将每幅x光像中的各记录单元记录的x光强度求和，获得每幅x光总强度，得到a；

b.将每幅x光像中的各记录单元的x光强度与对应的二维坐标相乘，并求和，得到b；

c.c=b/a，得出每幅x光像的光强重心坐标；

d.利用系列x光像中的每幅x光像的光强重心坐标相对应的属性，给出系列x光像中的每幅x光像的二维坐标对应关系。

所述的x光像为由针孔、kirkpatrick–baez镜或弯晶成像器件中的一种所成的x光像。

所述的系列x光像包括针对同一个目标物在不同方位记录的x光像，或者在不同时间段记录的x光像。

本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法应用于惯性约束聚变、实验室天体物理或高能量密度物理中的目标物x光像数据处理。

实施例1

所述的x光像为由针孔所成的x光像。所述的系列x光像为针对同一个目标物在不同方位记录的x光像。本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法应用于惯性约束聚变中的目标物x光像数据处理。

根据基本物理知识，有质量的物体向不同方位进行质量积分二维投影，其重心在各个投影面上是固定的，并且是一一对应的。也就是三维物体的重心一定沿投影方向通过二维投影的重心。如果将物体质量换成x光源光强，那么结论是一致的，即目标物x光源的光强重心一定沿投影方向（观测方位）通过二维投影的光强重心。

令目标物x光源的光强分布为，见图1，则沿观测方位的投影为

（1）

（2）

其中，是在平面的投影与轴的夹角，是与平面的夹角，是三维坐标的旋转矩阵

（3）

令目标物x光源光强重心坐标为，投影的每幅x光像的光强重心坐标为c，依据重心的定义

（4）

t为目标物x光源强度的体积分即三维目标物x光源总强度。则投影（观测）的每幅x光像的光强重心坐标c

（5）

其中，为每幅x光像中的各记录单元的x光强度与对应的二维坐标乘积的总和b，为投影（观测）x光像光强的面积分即投影（观测）的每幅x光总强度a。与t之间的关系为

（6）

其中为投影（观测）x光像对目标物x光源所占立体角，r是与r相关的常数。

是通过两次旋转所得，二者之间的关系仍然由公式（2）确定，即

（7）

其中s是矩阵k的第一行和第二行所构成的矩阵，即

（8）

因此，通过从各幅x光像中提取每幅x光总强度a即，而后提取每幅x光像中的各记录单元的x光强度与对应的二维坐标乘积的总和b，即可通过公式（5）得出每幅x光像的光强重心坐标c。根据公式（7）即利用系列x光像中的每幅x光像的光强重心坐标相对应的属性，给出系列x光像中的每幅x光像的二维坐标对应关系。这样得到的坐标对应精度由针孔成像系统的空间分辨决定，为10μm量级。

另外，坐标对应关系确定后，开展具有能谱分辨的各幅x光像的定量化研究，从而根据x光辐射性质，例如常见的轫致辐射机制，可提取电子温度、电子密度。根据所有坐标对应情况评估目标物x光发射的三维对称性。

实施例2

本实施例与实施例1的实施方式相同，不同之处在于，所述的x光像为由kirkpatrick–baez镜所成的x光像。所述的系列x光像为针对同一个目标物在不同时间段记录的x光像。本发明的目标物的系列x光像的坐标对应方法应用于高能量密度物理中的目标物x光像数据处理。通过公式（5）得出每幅x光像的光强重心坐标c之后，通过对比各幅x光像光强重心与几何中心之间的距离变化，即可定量化分析不同时间段的各幅x光像坐标时间演化，从而研究目标物对称性变化趋势。这样得到的坐标对应精度由kirkpatrick–baez镜成像系统的空间分辨决定，为2.5μm量级。

本实施例还可应用于实验室天体物理中的目标物x光像数据处理。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。