基于paxscan2520v平板探測器藥柱X射線在線檢測實時成像系統的開發

基于paxscan2520v平板探測器藥柱X射線在線檢測實時成像系統的開發

    非晶硅x射線數字平板探測器是目前唯一可取代膠片照相的新型技術,對其成像特性的研究已成為高像質 的dr和三維ct檢測技術的基礎。目前x射線成像系統均是以線性時不變理論作為分析基礎的?；趚射線平板探測器成像系統、成像機理和幾何參數建立了成像 系統的點擴展函數(psf)。用圓柱體等效二維psf模型,使成像系統退化為比例系統,從而把復雜的反卷積運算轉化成用代數方程來求解,能夠快速實現通過 探測器輸出圖像來估計透照工件的二維輸入圖像。此模型的建立為在實際檢測中利用輸出的圖像通過線性變換得到輸入估計。在dr系統中基于上述數理模型建立了 靈敏度模型,利用輸出場強可以很好的再現輸入場強。
    目前先進的x射線檢測系統由射線源、非晶硅平板探測器和計算機處理單元組成,而基于非晶硅探測器的檢測技術是近年來才發展起來的先進的射線無損 檢測技術,是目前唯一可以取代膠片照相的數字成像技術。光電轉換分為兩部分:x射線經過閃爍體吸收轉換為可見光;由探元點陣轉換成電信號,經采樣、a/d 轉換、放大形成數字圖像。為了開發高像質的dr,需要對系統的核心部件———探測器的成像特性進行系統的分析研究,而其實質就是對系統的傳遞函數進行研 究。任何一個成像系統的傳遞函數就是它的二維點擴展函數(point spreadfunction———psf)。
    二維點擴展函數的傅里葉變換就是成像系統的調制傳遞函數(modulation transfer function———mtf),可以把它作為數字成像系統分辨率的基本指標[1,2]。射線平板探測器的成像可分為輸入采樣前后兩部分,通常影響成像系 統分辨率的是探測器成像采樣之前的部件,系統成像的過程是輸入與成像系統psf的卷積過程。本文對面陣探測器成像系統psf模型進行了分析,提出了強度等 效的概念,找到了按比例分析平板探測器成像系統的假設成立條件,并利用系統的實際成像來求解射線透照工件時的輸入場強,從而獲取其二維成像,這不僅可以正 確評價探測器成像系統的性能,而且也是對探測器成像特性進行研究和進行二次開發的基礎。
2 成像系統的psf模型
    給出了由射線源和探測器組成的成像系統的幾何參數:p為成像質點,q為射線源焦點到成像質點的距離,l為射線源到探測器的距離,m是放大比。按照psf的概念,來自于射線源焦斑的單位強度射線場,通過質點p作用在探測器成像面上的零狀態響應。
2.1 射線源焦斑在(x,y)平面上的場強分布
    當射線源焦斑的射線錐角滿足測量射線源焦點尺寸的實驗要求時,此實驗的小孔成像證明了在射線源焦點處,在任一方向上的焦斑射線場強yx(x,y)近似為高斯分布,按照ie336標準,焦斑直徑a即為高斯函數的半波寬。