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《X射线面阵列探测器平移扫描分层成像》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第38卷第5期原子能科学技术Vol.38,No.52004年9月AtomicEnergyScienceandTechnologySep.2004X射线面阵列探测器平移扫描分层成像宋 征,王经瑾,林 勇,王建国(清华大学粒子技术与辐射成像国家专业实验室,北京 100084)摘要:文章介绍一种先进的移动物品高速准三维成像技术,即利用锥束X射线和面阵列探测器平移扫描(PDTS),实现移动物品的高速准三维成像。这种成像技术的优点是通过1次简单的平移扫描即可获得物体空间的准三维信息。关键词:锥束X射线;平移扫描;分层成像中图分类号:TL99文献标识码:A文章编号:100026931(200
2、4)0520444204X2rayLaminographyWithPanelDetectorTranslationScanSONGZheng,WANGJing2jin,LINYong,WANGJian2guo(ParticleTechnologyandRadiationLaboratory,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Anadvancedfastquasi23Dimagingmethodforinspectingmovingobjectispresent2ed.Usingcone2beamX2rayandpane
3、ldetectortranslationscan(PDTS),quasi23Ddataoftheobjectstructurecanbeobtainedjustbyonetranslationscan.Keywords:cone2beamX2ray;translationscan;laminography 扫描式X射线货物检查系统和无损检测1 面阵列探测器平移扫描成像原理系统一般采用线阵列探测器平移扫描成像,这面阵列探测器平移扫描(PDTS,panel种成像方法获得的图像中物体前后互相重叠,detectortranslationscan)成像系统示于图1a。不易分辨,且只能获得
4、物体沿X射线束方向的物体经过1次平移扫描,面阵列探测器中的每投影,无法判断物体在其他方向上的形状。1列像素均可获得1幅物体的二维投影图像。用两列相隔一定距离的线阵列探测器对物如果探测器具有N列M行,1次平移扫描中获体进行直线扫描,获得物体的两个不同视角的取了L次图像,则可以获得N幅L×M的二投影,然后利用观看立体照片的方法可观察到维投影图像。[1～3]立体的图像,但这种立体成像需借助立体同一行的探测器像素在平移扫描时均获取眼镜来观察,容易导致视觉疲劳。彻底的三维物体同一截面内的投影数据(图1b),在平移扫成像是CT扫描,但CT扫描时间和图像重建描时,同一行像素中的单个像素和源点的
5、连线时间都慢很多,且设备庞大昂贵。平行地扫描过物体此截面。因此,在此物体截本工作采用面阵列探测器取代线阵列探测面内,1次平移扫描可获取N个不同方向的平器对货物或成品进行平移扫描来进行成像。行束一维投影,投影角范围为射线水平张角β。收稿日期:2003204225;修回日期:2003209227作者简介:宋 征(1975—),男,江苏盐城人,博士研究生,核技术与应用专业第5期 宋 征等:X射线面阵列探测器平移扫描分层成像445图1 面阵列平移扫描成像原理图Fig.1Principleofpaneldetectortranslationscana———面阵列平移扫描成像系统装置示意图
6、;b———平移扫描时同一行探测器像素获取到的截面利用简单的平行束投影CT图像重建算法,可重建此物体截面的图像。事实上,PDTS是一种有限角投影CT,只有射线张角β达到180°时才是完全投影CT。实际的面阵列平移扫描系统达不到这样大的射线张角,所以都是有限角投影断层成像,图像质量不如完全投影CT。2 面阵列探测器平移扫描成像算法[4]K1C1Tam等通过直接对Radon逆变换进行了傅里叶变换,推导出了有限角重建的点图2PDTS的点响应函数扩散函数ρ(x,y):Fig.2PointresponsefunctionofPDTS1ρ(x,y)=2 式(2)中的反投影图像[2β2xBPu
7、](r)通过滤波π(tany-)2tanβ反投影算法获得,点扩散函数ρu′(r)已知,只2需求解原图像u(r)。将式(2)转化成等价的一(x,y)≠(0,0)(1)维线性方程组,记为:式中x和y的定义示于图2。Ax=b(3)在实际系统中,ρ(x,y)无法用于逆卷积,其中:x是图像u(r)转化成的一维向量;b是因为它在原点无穷大。考虑到像素有一定体由反投影图像转化成的一维向量;A是点扩散积,以体积有限的点(1个像素的点)获得近似函数ρu′(r)转化成的与x相对应的非奇异矩的点扩散函
