Reconstruction and Deconvolution of X-Ray Backscatter Data Using Adaptive Filter

적응필터를 이용한 적층 복합재료에서의 역산란 X-Ray 신호처리 및 복원

Compton X-ray backscatter technique has been used to quantitatively assess the impact damage in quasi-isotropic laminated composites and to obtain a cross-sectional profile of impact-damaged laminated composites from the density variation of the cross section. An adaptive filter is applied to the Compton backscattering data for the reconstruction and noise reduction from many sources including quantum noise, especially when the SNR(signal-to-noise ratio) of the image is relatively low. A nonlinear reconstruction model is also proposed to overcome distortion of the Compton backscatter image due to attenuation effects, beam hardening, and irregular distributions of the fibers and the matrix in composites. Delaminations masked or distorted by the first few delaminations near the front surface are detected and characterized both in width and location, by application of an error minimization algorithm.

충격에 의해 복합 재료 내에 발생하는 층간 박리를 정량적으로 평가하기 위한 비파괴 방법중에서 Compton X-ray 역산란 기술은 초음파에 비해 비접촉식이며 박리 층간의 상호간섭이 없어 복합재료 판면의 박리 층의 위치와 크기를 검사하는데 효과적인 방법으로 사용되어 왔다. 그러나 X-ray역산란 기술에 있어서 복합재료의 박리 층과 같은 미세한 결함의 측정을 위해 측정 정도를 높이면 역산란 양의 감소로 인해 신호 대 잡음 비(SNR)가 급격히 감소하여 결함검출 가능성이 크게 저하된다. 본 논문에서는 복합재료의 특성을 고려한 X-ray 역산란 모델을 기초로 적응필터를 사용하여 결함신호를 비선형 감쇄, 빔 경화(X-ray hardening), 비균질 특성과 같은 잡음 신호로부터 분리, 추출하는 방법을 제시하였다. 이렇게 분리된 결함신호로부터 정량적인 결함(박리)의 위치와 크기를 수학적 산란 모델과의 비교를 통해 최소 자승법을 이용하여 결정하였다.