【摘要】：X射線無損檢測技術(shù)是目前應(yīng)用范圍最廣的檢測手段之一,與其他無損檢測手段相比具有直觀性和高檢出率等優(yōu)點(diǎn),但由于射線的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)出極強(qiáng)的量子性,并且受到物質(zhì)的調(diào)制能力影響導(dǎo)致最終成像噪聲大、對比度低,造成成像效果并不理想,使之無法適應(yīng)工業(yè)科技的發(fā)展對檢測精度的高要求,因此本文在像增強(qiáng)器成像模型基礎(chǔ)上提出相襯濾波模型,降低了檢測系統(tǒng)對X射線量子噪聲的敏感程度,改善了X射線成像質(zhì)量。首先,為了突顯X射線相襯濾波模型的有效性和優(yōu)越性,本文利用X射線半導(dǎo)體成像器件搭建了檢測系統(tǒng),從該系統(tǒng)中的各個子單元著手,分析各單元對成像分辨率的影響,并結(jié)合圖像傅立葉變換對圖像的噪聲譜進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)成像噪聲具有隨機(jī)性,并且遍布于整個頻譜,很難用單一的模型對該系統(tǒng)的成像分辨能力進(jìn)行精確分析,因此本文結(jié)合光學(xué)傳遞函數(shù)評價原理提出了一種系統(tǒng)級的聯(lián)合評價模型,并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仿真驗(yàn)證了該評價模型的有效性。接著,從物質(zhì)對射線調(diào)制能力的角度出發(fā),分析了無損檢測系統(tǒng)中X射線與物質(zhì)的相互作用以及X射線產(chǎn)生成像反差的幾種方式。對鋁、黃銅、不銹鋼三種金屬材料制作的光柵在不同射線劑量和厚度差異的條件下進(jìn)行圖像采集,并結(jié)合系統(tǒng)級的聯(lián)合調(diào)制評價模型探索了不同材料對X射線的調(diào)制作用,表明:在相同的射線劑量下,無論哪種材料光柵,厚度差異越大成像反差越大,而在厚度差異相同的情況下,隨著射線劑量變化,不同材料對射線的調(diào)制能力變化趨勢相差甚遠(yuǎn)。對成像對比度、射線劑量和光柵厚度差異值進(jìn)行三維曲線擬合,建立物質(zhì)對X射線的調(diào)制模型和采集模型。最后,針對X射線成像中的諸多約束瓶頸以及波前調(diào)制能力較弱等問題,從彌補(bǔ)單光子成像缺陷和去除噪聲的角度出發(fā),提出了X射線成像系統(tǒng)的積分濾波模型,并對采集到的光柵圖像進(jìn)行處理,通過與傳統(tǒng)的幀疊加處理方式進(jìn)行對比,驗(yàn)證了該濾波模型的可靠性和自身優(yōu)勢,又從提升被測物對X射線波前調(diào)制度角度出發(fā),在像增強(qiáng)器成像模型的基礎(chǔ)上提出X射線相襯濾波模型。對薄膜基準(zhǔn)目標(biāo)源進(jìn)行圖像采集,在噪聲環(huán)境下對其進(jìn)行積分濾波處理和相襯處理,表明:壓低了圖像噪聲的同時也強(qiáng)化了目標(biāo)輪廓信息的,大幅的增強(qiáng)了X射線的成像反差。本文在成像環(huán)境較惡劣的像增強(qiáng)器成像模型基礎(chǔ)上提出相襯濾波模型,并驗(yàn)證了該濾波模型的優(yōu)越性,為高分辨率、低噪聲、高對比度的實(shí)時X射線成像檢測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O434.1
【圖文】：

處理時效果并不理想，并且有些材質(zhì)的物品對 X 射線的調(diào)制能力很弱，使之物體的具體信息，因此引入了相襯成像。相襯成像研究現(xiàn)狀射線相襯成像技術(shù)是近幾年來 X 射線成像領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，被廣泛的應(yīng)素檢測方面，比如：醫(yī)學(xué)上的藥品檢測、生物學(xué)上的組織細(xì)胞檢測等，它的了無損檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍，具有重大的意義。見光相襯成像：相襯成像首先被應(yīng)用在可見光領(lǐng)域[15]，普通情況下，成像探眼辨認(rèn)較為敏感的通常只有可見光的波長與幅度，對于相位的改變無法區(qū)分光學(xué)顯微鏡觀察一些如生物體軟組織切片、沒有經(jīng)過染色處理的細(xì)菌、油膜的相位物體的內(nèi)部特征時，由于它們對光波的振幅的調(diào)制效果差，使得人眼們的結(jié)構(gòu)和外型加以識別，只有使用特殊的方式對樣品加以處理并對系統(tǒng)加調(diào)整，才能在一定程度上將這個問題解決，例如：化學(xué)染色，縮小聚光透鏡闌等方法，但這些方法仍然存在很多缺陷，比如：化學(xué)試劑會污染或者殺死本，系統(tǒng)對物體的分辨程度也會因?yàn)槲镧R的數(shù)值孔徑的變小而降低，依舊無體中細(xì)致微小的結(jié)構(gòu)[16]。

像方法、衍射增強(qiáng)方法、同軸相位傳播方法、光柵微分干 射線相襯成像方法與可見光澤尼克相襯成像方法的原理基其他幾種相襯成像法的發(fā)展。結(jié)合全息成像理論，V.Bonse 和 M.Hart 共同研發(fā)制作了 X直到 20 世紀(jì)末期，經(jīng)過 A.Momose 等人不懈的努力將其應(yīng)[23]，成像原理如圖 1.2 所示[24]，該成像系統(tǒng)由 X 射線源，器、探測器組成。三塊晶體平行放置，組成 X 光干涉儀，使 X 射線發(fā)生干涉疊加的作用，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，晶分割而成。整個系統(tǒng)的成像過程由圖可知，經(jīng)由第一片 射線被分成了兩束相位和振幅完全相同的 X 光，兩束光到分別被相位改變器和樣品改變，再將第三片晶體放置在二疊加[25]，以形成干涉圖像，再利用探測器接收。但是由于像視場并不理想，只能檢測一些小尺寸樣品，為了解決這ma 等人對干涉儀進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)明了分離式晶體干涉儀，

衍射增強(qiáng)成像原理圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2744057