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X射线数字化成像技术研究

作　者: 李汉志
导　师: 赵宝升
学　校: 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）
专　业: 物理电子学
关键词: X射线数字化成像 MCP-X 射线像增强器分辨率模型 X射线图像处理
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

X射线数字化成像技术在电子工业上有着重要应用。本文的目的是研发出一种应用于电子工业实时检测的成本低、分辨率高的X射线数字化成像技术与系统，以满足国内广大电子工业厂家急切的需求。首先介绍了课题研究的意义、要求及其研究背景。总结了X射线的产生机理，分析了X射线与物质的相互作用，介绍了各类X射线像增强器的工作原理，并对X射线数字化成像所采用的方法进行了研究。针对课题要求，对基于MCP-X射线像增强器的成像检测系统进行了研究。对其系统构成、成像原理进行了分析，对系统各个主要部件参数的选择进行了相关探索。推导了该成像系统的数学模型，对系统的理论分辨率进行了推算并与实测分辨率进行对比。针对基于MCP-X射线像增强器的成像检测系统所成图像噪声大，不均匀性严重，动态范围小的缺点，对射线图像处理算法进行了相应研究。通过多帧叠加消除射线图像中的随机噪声。对射线图像的不均匀性进行了校正。针对X射线像增强器所成图像动态范围小的缺点，提出一种基于多分辨率图像融合的动态范围扩展方法。通过小波变换将两幅不同管电压条件下采集的X射线图像融合为一幅图像以扩展单幅X射线图像的动态范围。实验证明，本文开发的基于MCP-X射线像增强器的成像检测系统能够满足电子工业产品检测方面的应用，达到了课题的要求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题的提出与意义  7-9
  1.2 本文的研究内容及安排  9-11
第二章 X射线数字化成像理论基础  11-21
  2.1 X射线基本概念  11-12
  2.2 X射线产生原理  12-13
  2.3 X射线与物质的作用  13-15
  2.4 X射线成像检测原理  15
  2.5 X射线成像探测器件  15-21
    2.5.1 X射线胶片成像  15-16
    2.5.2 X射线实时成像  16-21
第三章基于MCP-X 射线像增强器的成像系统及其性能分析  21-35
  3.1 MCP-X射线像增强器工作原理  21-23
    3.1.1 MCP-X射线像增强器各组成部分介绍  22-23
    3.1.2 MCP-X射线像增强器的特性参数  23
  3.2 基于MCP-X射线像增强器的成像系统  23-29
    3.2.1 X射线源的选择  25-26
    3.2.2 CMOS工业相机的选择  26-27
    3.2.3 成像系统控制软件  27-29
  3.3 基于MCP-X射线像增强器成像系统的分辨率数学模型  29-35
    3.3.1 X射线源对系统分辨率的影响  29-31
    3.3.2 MCP-X射线像增强器在理想射线源下的分辨率  31-32
    3.3.3 成像系统总体分辨率的计算  32-35
第四章数字化X射线图像处理技术  35-57
  4.1 X射线图像质量评价  35-36
  4.2 多帧叠加去随机噪声  36-42
    4.2.1 X射线图像噪声来源分析  36-37
    4.2.2 多帧叠加去除随机噪声  37-40
    4.2.3 多帧叠加帧数选择  40-41
    4.2.4 改进的逐帧叠加方法  41-42
  4.3 X射线图像增强  42-47
    4.3.1 X射线图像对比度增强  43
    4.3.2 X射线图像直方图增强  43-45
    4.3.3 基于小波变换的X射线图像增强  45-47
  4.4 基于图像融合的X射线图像动态范围扩展  47-52
    4.4.1 算法原理  48-49
    4.4.2 实验结果及其分析  49-52
  4.5 X射线图像不均匀性校正  52-57
    4.5.1 不均匀性分析  52-54
    4.5.2 不均匀性校正  54-57
第五章总结  57-59
  5.1 全文总结  57
  5.2 改进意见  57-59
参考文献  59-61
攻读硕士学位期间发表文章情况  61-63
致谢  63

X射线数字化成像技术研究

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