基于EMCCD探测器的X射线数字成像系统的研制

摘要

EMCCD探测器能够在微光条件下，获得高质量的图像，把它应用到X射线数字成像系统能够提高成像的速度并获得高清晰图像。该项技术目前在国内还处于发展的初级阶段。 在论文中，详细地介绍了基于EMCCD的X射线数字成像系统的系统构成以及工作原理；深入地研究了EMCCD的工作原理和结构，以及对型号为TC285SPD的EMCCD做了详细的分析研究；分析了EMCCD探测器图像采集卡的一些相关特性，在此基础上编制一套与EMCCD探测器相匹配的图像采集与处理软件，研究了图像缩放、边缘检测、去噪等图像算法，并编写了相关程序；另外，为了满足射线检测的要求，在Andor公司数字相机基础上设计开发了图像远距离传输技术，详细设计了具体方案与接口电路，满足了实时性图像和远距离传输的要求。在课题组的帮助下，初步完成了一套基于单晶转换屏与EMCCD探测器的射线成像系统。图像处理软件与射线成像系统还有待于进一步研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题来源和研究目的及意义

1.2工业X射线数字成像系统的研究现状

1.2.1 X射线数字成像系统的发展研究现状

1.2.2 EMCCD探测器在射线成像中应用现状

1.3课题主要研究工作和论文章节安排

1.3.1课题的主要研究工作

1.3.2论文的章节安排

2基于EMCCD探测器的X射线数字成像系统研制

2.1基于EMCCD探测器的X射线数字成像系统

2.2基于EMCCD探测器的X射线成像系统组成

2.2.1 X射线源

2.2.2转换屏

2.2.3反射镜

2.2.4 EMCCD探测器

2.3本章小结

3 EMCCD技术及其应用研究

3.1电荷耦合器件的工作原理

3.2 EMCCD技术

3.3 TC285SPD型EMCCD的研究

3.4 EMCCD性能指标的研究

3.5影响EMCCD探测器成像质量的因素

3.5.1成像质量的相关因素

3.5.2 EMCCD获取图像的质量与EMCCD曝光时间、增益的关系

3.6本章小结

4 EMCCD探测器所成图像的远距离传输

4.1整体传输系统设计

4.2 LVDS信号输入输出结构

4.3 PECL信号输入输出结构

4.4 LVDS与PECL之间的终端匹配及连接

4.4.1 LVDS与PECL匹配连接

4.4.2 PECL与LVDS匹配连接

4.5光电模块

4.6本章小结

5 EMCCD探测器软件设计

5.1 EMCCD探测器控制模式及程序开发

5.2图像处理

5.2.1图像处理概述

5.2.2图像的文件格式

5.2.3图像的缩放

5.2.4边缘检测

5.2.5图像降噪

5.3本章小结

6结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和研究成果

致谢