论文部分内容阅读
随着目前公共安全问题日益受到关注,以计算机断层成像(CT)技术为核心的X射线安全检查设备能够对被检物体的剖面进行二维成像,进而描绘其三维特征,具有很高的密度分辨率和空间分辨率,逐渐成为未来安检领域的发展趋势。 论文介绍了多层螺旋CT式行李安检设备的结构,包括射线源、机械扫描运动系统、探测器、控制系统、采集传输系统、图像处理系统。本课题完成了该设备的采集传输系统的硬件设计。高效、稳定的采集和传输是CT重建质量的重要保证。针对整个安检设备的具体需求,课题采用模块化的设计思想,将采集传输系统分为采集、主控、传输三个模块。采集模块负责对X射线信号的放大调理、采集和数字化;主控模块完成对整个采集传输系统的同步控制和指令发送;传输模块完成协议转换,供图像处理系统完成重建;其中采集模块可以根据设备参数完成系统扩展,有效减少了设计工作量。三个模块之间使用快速以太网为传输物理层,并设计了带时间戳的网络传输协议,提高系统的健壮性和可测试性。其中采集模块可以划分为放大调理、A/D转换和网络通信子模块,内部使用自定义的并行总线协议,包含传输容错的功能,确保部分电路的失效不影响整个系统的工作。采集传输系统的各个模块均能实时上传工作状态。 论文介绍了多层螺旋CT的成像原理和基本算法。本课题中使用二维扇束滤波反投影算法实现图像重建,实现步骤包括共面插值算法和共面数据的断层重建算法两部分。 最后,论文设计了具体的测试方案,对系统各模块的功能进行逐级测试;接收系统各级输出的工作状态,设计软件实现自动化测试。针对断层重建的需要,分析投影数据的统计特性,研究不同的射线能级等参数对信噪比的影响。论文测量了采集模块的线性度,并完成了探测器响应不一致的校正。