基于FPGA的X射线图像采集与传输系统设计与实现

摘要

安检机作为保证公共安全的主要设备,飞机场、火车站、汽车站等人流量大的公共场合对其的需求量非常大。随着人们对公共安全提出更高的要求,尤其对安全检测的速度要求更高,进而使得对 X射线图像采集与传输系统的要求也相应地提高。论文根据X射线成像技术,以FPGA为控制芯片,设计实现了X射线图像采集处理和传输系统,更好地提升了安检机检测的实时性能。
　　本文主要分为四部分,其中第一部分阐述了X射线成像技术原理,并设计了安检机系统总体构架。第二部分为X射线图像采集与传输系统的硬件设计,包括探测器模块、信号滤波与放大电路、高速AD转换电路、FPGA及外围电路、高速传输接口电路、电源设计等。第三部分为 X射线图像采集与传输系统的软件设计。利用ISE系列的开发软件设计FPGA程序,实现系统时序与逻辑控制功能,完成图像数据的快速采集、校正与滤波处理以及数据传输。第四部分分析测试了系统的各项功能并验证了系统实用性。
　　测试结果表明,该系统能够满足安检机图像数据采集与传输的实时性要求,稳定可靠、实用性强。

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第 1 章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 X 射线成像原理

1.3 研究现状和发展趋势

1.4 研究意义和应用价值

1.5 论文的研究内容及章节安排

1.6 本章小结

第 2 章 X 射线图像采集与传输系统设计方案

2.1 安检机的基本结构

2.2 X 射线图像采集与传输系统整体方案设计

2.3 本章小结

第 3 章 X 射线图像采集与传输系统硬件设计

3.1 探测器模块

3.2 信号滤波放大电路

3.3 驱动与采样电路

3.4 FPGA 控制电路

3.5 数据传输接口电路设计

3.6 系统电源模块

3.7 本章小结

第 4 章 X 射线图像采集与传输系统软件设计

4.1 软件系统结构

4.2 ISE 环境下的 FPGA 设计

4.3 X 射线图像预处理算法设计

4.4 系统主要功能设计实现

4.5 本章小结

第 5 章 系统功能测试

5.1 测试条件

5.2 X 射线采集测试

5.2 图像数据预处理测试

5.3 图像数据传输速度测试

5.4 本章小结

第 6 章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 A

附录 B

攻读学位期间的研究成果