【摘要】：X射線(xiàn)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是目前應(yīng)用范圍最廣的檢測(cè)手段之一,與其他無(wú)損檢測(cè)手段相比具有直觀(guān)性和高檢出率等優(yōu)點(diǎn),但由于射線(xiàn)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(duì)比度低,造成成像效果并不理想,使之無(wú)法適應(yīng)工業(yè)科技的發(fā)展對(duì)檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)對(duì)X射線(xiàn)量子噪聲的敏感程度,改善了X射線(xiàn)成像質(zhì)量。首先,為了突顯X射線(xiàn)相襯濾波模型的有效性和優(yōu)越性,本文利用X射線(xiàn)半導(dǎo)體成像器件搭建了檢測(cè)系統(tǒng),從該系統(tǒng)中的各個(gè)子單元著手,分析各單元對(duì)成像分辨率的影響,并結(jié)合圖像傅立葉變換對(duì)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(gè)頻譜,很難用單一的模型對(duì)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(píng)價(jià)原理提出了一種系統(tǒng)級(jí)的聯(lián)合評(píng)價(jià)模型,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仿真驗(yàn)證了該評(píng)價(jià)模型的有效性。接著,從物質(zhì)對(duì)射線(xiàn)調(diào)制能力的角度出發(fā),分析了無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)中X射線(xiàn)與物質(zhì)的相互作用以及X射線(xiàn)產(chǎn)生成像反差的幾種方式。對(duì)鋁、黃銅、不銹鋼三種金屬材料制作的光柵在不同射線(xiàn)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(jí)的聯(lián)合調(diào)制評(píng)價(jià)模型探索了不同材料對(duì)X射線(xiàn)的調(diào)制作用,表明:在相同的射線(xiàn)劑量下,無(wú)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(xiàn)劑量變化,不同材料對(duì)射線(xiàn)的調(diào)制能力變化趨勢(shì)相差甚遠(yuǎn)。對(duì)成像對(duì)比度、射線(xiàn)劑量和光柵厚度差異值進(jìn)行三維曲線(xiàn)擬合,建立物質(zhì)對(duì)X射線(xiàn)的調(diào)制模型和采集模型。最后,針對(duì)X射線(xiàn)成像中的諸多約束瓶頸以及波前調(diào)制能力較弱等問(wèn)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(xiàn)成像系統(tǒng)的積分濾波模型,并對(duì)采集到的光柵圖像進(jìn)行處理,通過(guò)與傳統(tǒng)的幀疊加處理方式進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該濾波模型的可靠性和自身優(yōu)勢(shì),又從提升被測(cè)物對(duì)X射線(xiàn)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(xiàn)相襯濾波模型。對(duì)薄膜基準(zhǔn)目標(biāo)源進(jìn)行圖像采集,在噪聲環(huán)境下對(duì)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(shí)也強(qiáng)化了目標(biāo)輪廓信息的,大幅的增強(qiáng)了X射線(xiàn)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(duì)比度的實(shí)時(shí)X射線(xiàn)成像檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O434.1
【圖文】：

處理時(shí)效果并不理想，并且有些材質(zhì)的物品對(duì) X 射線(xiàn)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(xiàn)相襯成像技術(shù)是近幾年來(lái) X 射線(xiàn)成像領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，被廣泛的應(yīng)素檢測(cè)方面，比如：醫(yī)學(xué)上的藥品檢測(cè)、生物學(xué)上的組織細(xì)胞檢測(cè)等，它的了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍，具有重大的意義。見(jiàn)光相襯成像：相襯成像首先被應(yīng)用在可見(jiàn)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(jiàn)光的波長(zhǎng)與幅度，對(duì)于相位的改變無(wú)法區(qū)分光學(xué)顯微鏡觀(guān)察一些如生物體軟組織切片、沒(méi)有經(jīng)過(guò)染色處理的細(xì)菌、油膜的相位物體的內(nèi)部特征時(shí)，由于它們對(duì)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(shí)別，只有使用特殊的方式對(duì)樣品加以處理并對(duì)系統(tǒng)加調(diào)整，才能在一定程度上將這個(gè)問(wèn)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(huì)污染或者殺死本，系統(tǒng)對(duì)物體的分辨程度也會(huì)因?yàn)槲镧R的數(shù)值孔徑的變小而降低，依舊無(wú)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(xiàn)相襯成像方法與可見(jiàn)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(guò) 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(xiàn)源，器、探測(cè)器組成。三塊晶體平行放置，組成 X 光干涉儀，使 X 射線(xiàn)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(gè)系統(tǒng)的成像過(guò)程由圖可知，經(jīng)由第一片 射線(xiàn)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(cè)器接收。但是由于像視場(chǎng)并不理想，只能檢測(cè)一些小尺寸樣品，為了解決這ma 等人對(duì)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(hào)：2744057