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基于光锥耦合的数字X射线成像系统研究

作者：王志社 Publish: 2007-10-15 Hits:-

【中文题名】

基于光锥耦合的数字X射线成像系统研究

【英文题名】

Research on Digital X-ray Imaging System Based on Optical Fiber Taper Coupling

【学科专业】

信号与信息处理

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-10-15

【中关键词】

X射线,光锥,X射线像增强器,CCD,耦合,图像处理

【英关键词】

X-ray,optical fiber,X-ray image intensifier,CCD,coupling,image manipulation,

【分类导航】

工业技术>无线电电子学、电信技术>光电子技术、激光技术>显示技术>>

【论文摘要】

目前国内现有的便携式X光机都是直视型的,不能输出视频信号,且不能直接与计算机连接进行定量测量和分析。为克服这些缺点,作者提出利用光锥的无畸变传输特性,将它作为光学中继元件,把X射线像增强器光纤面板荧光屏输出的图像耦合到CCD上,实现系统的数字化。本文研究开发了一种基于光锥耦合的新型数字X射线成像系统,该系统具有分辨率高,体积小,重量轻,携带方便等优点,能够满足小幅面的医学成像和无损检测的要求。本文分析了成像系统的硬件结构,对其主要器件的性能参数作了详细介绍。针对光锥与CCD的耦合方式,实验研究了不同耦合介质对光锥与CCD耦合器件分辨率的影响,详细探讨了光锥与CCD的耦合工艺,给出了耦合过程中的关键技术。从理论上推导了光锥和CCD耦合效率的数学表达式,分析了影响光锥和CCD耦合效率的各种因素,提出了提高光锥和CCD耦合效率的有效手段,进而研究了光锥与CCD的耦合效率对整个耦合器件的信噪比影响。通过分析系统图像的噪声特征,采用多帧平均叠加法、邻域处理法,取得了较好的效果。编制了系统的图像采集处理软件,成像系统对人体进行了X射线成像实验,透视图像轮廓清晰,能够对其病变做出准确诊断。

【论文题纲】

摘要	3-4
Abstract	4-7
第一章绪论	7-14
1.1 课题的研究背景	7-9
1.2 X射线成像技术的现状及发展趋势	9-13
1.2.1 X射线成像技术的现状	9-12
1.2.2 X射线成像技术的发展趋势	12-13
1.3 本文主要内容	13-14
第二章系统整体结构	14-28
2.1 系统的成像原理	14-17
2.1.1 X射线的性质	14
2.1.2 X射线与物质的相互作用	14-16
2.1.3 物质吸收射线强度的规律	16-17
2.2 系统结构	17-18
2.3 系统主要器件介绍	18-27
2.3.1 X射线管	18-19
2.3.2 X射线像增强器	19-21
2.3.3 CCD相机	21-23
2.3.4 光锥	23-26
2.3.5 图象采集卡	26-27
2.4 本章小结	27-28
第三章系统中光锥与CCD的耦合理论分析	28-41
3.1 光锥对成像系统的影响	28-29
3.2 光锥与CCD的耦合方式与工艺	29-32
3.2.1 光锥与CCD的耦合方式	29-31
3.2.2 光锥与CCD的耦合工艺	31-32
3.3 光锥和CCD耦合效率理论分析	32-40
3.3.1 光锥与CCD耦合效率的数学分析	32-39
3.3.2 光锥与CCD的耦合效率对整个耦合器件信噪比的影响	39-40
3.4 本章小结	40-41
第四章系统图像特征及处理方法	41-50
4.1 数字图像处理技术介绍	41-42
4.1.1 数字图像处理技术的概念	41
4.1.2 关于图像去噪的各种算法	41-42
4.2 系统图像的特征及处理方法探讨	42-49
4.2.1 X射线图像的质量分析	42-43
4.2.2 X射线成像系统图像噪声分类	43-44
4.2.3 数字X射线成像系统图像去噪处理算法研究	44-49
4.3 本章小结	49-50
第五章系统软件构成与整体性能分析	50-56
5.1 软件总体设计	50-53
5.1.1 软件的开发平台概述	50
5.1.2 软件功能	50
5.1.3 主要动态链接库	50-51
5.1.4 软件运行实例	51-53
5.2 系统整体性能分析	53-54
5.2.1 空间分辨率的分析与测试	53-54
5.2.2 人体成像的实验结果	54
5.3 本章小节	54-56
第六章结论与展望	56-58
6.1 本论文的工作总结	56
6.2 进一步工作展望	56-58
参考文献	58-61
攻读硕士学位期间发表的论文和研究成果	61-62
致谢	62

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.341804



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