[发明专利]基于平行束投影数据滤波反投影重建的平板探测器点扩展函数的模型和测量方法

说明书

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及计算机图像处理和无损检测，具体为一种基于平行束投影数据滤波反投影重建的平板探测器点扩展函数的模型和测量。

背景技术

平板探测器的点扩散函数决定DR检测图像的信噪比，针对DR成像板点扩展分布的测量主要采用特征试块成像法。所谓特征试块成像法是指通过透照测试试块获取相应的测试图像，并从图像的目标特征中直接或间接地提取出系统PSF的方法。在测试试验中均采用放大透照布置。按所用特征试块的不同可分为针孔成像法，旋转狭缝测量法和旋转台阶测量法。由于射线具有穿透性，小孔法测量和旋转狭缝测量法中，小孔板和狭缝板的制作材料为金属钨，非常难以加工，要达到满足测量点扩散函数要求的小孔板和狭缝板价格昂贵。本专利提出的提出的基于平行束投影数据滤波反投影重建的旋转台阶测量法，优点在于用此方法获得的图像信噪比要高于前两者，并且台阶试块在制作成本和加工难度方面也都低于其他两种方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于平行束投影数据滤波反投影重建的平板探测器点扩展函数的模型和测量方法，测试试块的要求降低许多，采用计算机算法降低试样加工材料和加工精度要求，测量精确，信噪比高，特别适合射线数字成像教学实验。

本发明采用的技术方案如下：一种基于平行束投影数据滤波反投影重建的平板探测器点扩展函数的模型和测量方法，本发明的射线DR平板探测器点扩散函数的测量总体可概括为提取、拟合、微分及重建四部分；主要步骤如下：

1)设计制作阶梯试块；

2)保证射线源中心与阶梯试块中心阶梯边缘对中；

3)以5°为间隔分别透照0°～180°旋转角度的台阶试块，获得相应角度下的边扩展分布图像；利用ImageJ提取每幅图中与边缘垂直的线轮廓得到边扩展曲线(ESF)；

4)对每个角度下的边扩展曲线进行拟合并对拟合函数做微分运算处理，进而获得线扩展的拟合线扩展函数(LSF)；

5)将各个角度下的线扩展函数曲线组成投影正弦图，采用滤波反投影算法重建点扩展分布(PSF)。

保护点：

射线DR平板探测器中使用边扩展函数滤波反投影计算探测器的点扩展函数。

本发明的优点是：本发明提出一种低成本的射线DR成像板点扩展函数测量方法，相对其他方法，测试试块的要求降低许多，采用计算机算法降低试样加工材料和加工精度要求，测量精确，信噪比高，特别适合射线数字成像教学实验。

附图说明

图1为本发明的测量边扩展曲线的原理示意图。

图2本发明的旋转台阶法重建系统点扩展分布的基本流程图。

图3本发明的校正台阶试块刀口处与射线束主轴之间存在的夹角过程图。

图4为本发明不同角度下的透照结果及相应的边扩展分布曲线图。

图5为本发明由LSF构成的投影正弦图。

图6为本发明点扩展分布重建结果图。

图7为本发明的本专利方法得到的平板探测器点扩展函数图。

具体实施方式

点扩展函数(PointSpreadFunction,PSF)是射线DR成像板对理想点光源的脉冲响应函数，反映了成像系统对点光源的弥散退化程度。在不考虑观测噪声时，PSF表示的物理意义是一个总能量为单位1的点光源通过成像系统后形成的点扩散图像，满足如下性质：

∫∫ΩPSFdxdy=1---(1)]]>

式中Ω表示像平面面域。

目前，针对DR成像板点扩展分布的测量主要采用特征试块成像法。所谓特征试块成像法是指通过透照测试试块获取相应的测试图像，并从图像的目标特征中直接或间接地提取出系统PSF的方法。在测试试验中均采用放大透照布置。按所用特征试块的不同可分为针孔成像法，旋转狭缝测量法和旋转台阶测量法。