X射线准直成像技术研究

目录

摘要 ................................................................................................................................ I ABSTRACT ........................................................................................................................... I I 目录 ............................................................................................................................. III 第一章绪论 .. (1)

1.1 国内外发展现状 (1)

1.2 课题来源及意义 (1)

1.3 X射线成像系统组成 (2)

1.4 本文主要研究内容 (4)

第二章X射线成像技术理论基础 (5)

2.1 X射线基本性质 (5)

2.2 X射线与物质作用形式 (8)

2.3 X射线检测原理 (11)

2.4 本章小结 (14)

第三章影像X射线成像因素分析 (15)

3.1 X射线准直 (15)

3.2X射线管焦点尺寸 (16)

3.3 微通道板X射线准直器 (21)

3.4 本章小结 (28)

第四章X射线数字图像处理 (29)

4.1 X射线图像均值降噪 (30)

4.2 X射线图像中值降噪 (32)

4.3 X射线图像频域降噪 (33)

4.4 X射线图像多帧叠加降噪 (36)

4.5 X射线图像改进的多帧叠加降噪 (38)

4.6 X射线图像降噪效果评价 (39)

结论 (42)

致谢 (43)

参考文献 (44)

III

第一章绪论

1.1 国内外发展现状

上世纪60年代末，随着微光技术和制造工艺水平的不断发展，能够倍增电子固体器件MCP被研制成功，使得X射线像增强器向便携式发展成为可能。技术的发展使得像增强器的结构不断的被改进，使得不需要很高的X射线剂量就可以获得清晰的X射线影像。利用X射线像增强器制作的X射线检测系统，能够实现将微光X射线图像转换为可见光图像，新型的X射线像增强器，体积更小，具有更高的灵敏度，逐渐的成为了便携式X射线图像处理设备的关键部件。

70年代初期，我国从国外引进像增强器实时图像检测系统，开启了我国对实时成像系统的研究。由于X射线实时成像系统具有实时性和快速性等优点，近年来，我国X 射线实时成像系统的研究发展迅速，清华大学核研院研制了钻60集装箱检测系统；；兰州三磊电子公司开发了线阵列实时成像检测系统。虽然我国对X射线实时成像系统的研究成果颇多，但相对于国际领先水平还有一段路要走。

国外对于X射线实时成像系统的研究已有几十年的历史，俄罗斯、德国、美国、日本、法国等发达国家都处于世界领先水平。飞利浦工业X射线公司研制了MG325X射线实时成像系统；德国EIT公司和YXLON公司研制了全自动工业X射线检测系统；美国GE公司推出了DP 435 Vario(P)型的实时成像系统和GE数字化系统；2011年5月12日GE公司又推出了新型phoenix xlaminer微焦点X射线检测系统。

MCP作为电真空器件，不仅具有良好的电子倍增效果，同时具有选通和抗磁场干扰等良好的电器特性，使得其应用的领域非常广泛。20世纪90年代，MCP对X射线的衰减吸收作用逐渐被人们所重视，特别是利用MCP对X射线反射和吸收，制成X射线准直器，并应用于X射线检测系统中，得到良好的效果。

1.2 课题来源及意义

本课题来源是吉林省科技厅中小企业创新基金项目：“小型X射线实时成像检测仪”技术研发。

随着国内对产品质量控制等级的不断提升，各行业对产品质量要求越来越高，对无损检测设备，尤其是小型化的，价格低廉的X射线实时成像检测设备需求日益增加。X 射线实时成像检测仪体积小，采用一体化设计，适用于名贵药材异物检测、电子器件及PCB版质量检测、安防部门特种检测等透视检测。项目技术创新点：将PWM门控电源技术应用在X光管电源设计中，提高了系统工作的稳定性；抗干扰光学系统耦合式的设计，降低了图像因光学反射而产生的噪声干扰，提高了成像质量。

MCP主要材料为高铅玻璃，通过玻璃制造工艺拉丝技术制成X射线准直器。这种技术制成的X射线准直器，单个通道的直径能达到6微米，在1厘米的距离上可以实现1000对线的光栅密度，使得其更适用于便携式X射线检测设备，特别是高分辨率的X

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