题目：基于图像增强器的工业X射线成像优化研究

为了实现对产品快速高质量检测，本文对基于图像增强器的工业X射线成像进行了优化研究。研究内容包括：投影放大比优化、散射射线抑制、像元通道响应不一致性校正、量子噪声抑制、运动降质图像恢复、像场畸变校正、环状伪影校正。研究思路为：以表征射线像质综合指标的透照灵敏度作为优化的目标函数，通过对被检信息调制过程的分析，得出制约透照灵敏度的成像参数，然后对各个参数进行优化，并利用实验数据进行验证，得出研究结论。 论文的主要研究工作及研究结果如下：（1） 为提高空间分辨率，确定了最优投影放大比投影放大比决定了成像系统预采样点扩展函数尺寸以及射线图像数字化频谱混叠的程度，影响了检测的空间分辨率和透照灵敏度。本文以奈奎斯特采样准则为依据，使预采样截止频率恰好等于采样频率一半时所对应的放大比定为成像系统的最优放大比。（2） 为抑制散射射线，提出了双狭缝移动扫描成像的方法双狭缝移动扫描成像是用射线源与工件间的前狭缝预先吸收对成像无贡献的射线，用探测器与工件间的后狭缝吸收被检测区域中产生的部分散射射线；然后移动双狭缝到不同位置使被检工件感兴趣区域成像，得到几幅散射抑制的图像；最后将这些图像合成为一幅图像。相同成像条件下，经散射抑制图像比未经散射抑制图像的平均灰度值降低了300左右。（3） 为消除探测器的固有模式噪声，提出了基于BP神经网络的像元通道响应不一致性校正方法和基于对数模型的像元通道响应不一致性校正方法 基于BP神经网络的像元通道响应不一致性校正方法，是利用BP神经网络具有良好的非线性映射能力，使每个像元通道建立一个BP神经网络来逼近该通道的输出输入特性。该方法不依赖于探测器像元通道的响应模型，适用范围比较广，但计算量大，还不能满足实际工程中快速检测的要求。 基于对数模型的像元通道响应不一致性校正方法，是以探测器各像元通道对射线强度的响应模型是对数（或近似对数）为前提的，使每个像元通道建立一个对数响应模型来逼近该通道的输出输入特性，然后利用最小二乘拟合方法求出各个像元通道的响应不一致性因子，该方法达到实时校正，校正后图像的透照灵敏度达到B级像质。（4） 为抑制实时成像中的量子噪声，提出了基于图像序列的偏移帧叠加降噪方法，并在此基础上，完成了对运动降质图像的恢复。 偏移帧叠加降噪首先以图像序列中当前帧图像为基准图像，根据模板匹配原则确定其前面几帧图像相对该基准图像的像素偏移量；然后沿工件运动方向将这些图像进行偏移相应的像素个数，使所有图像中相同部分在空间上处于同一位置；最后将所有偏移后的图像与基准图像进行帧叠加平均。实验验证，经偏移帧叠加降噪后，实时成像检测的透照灵敏度指标达到B级像质。在此基础上，利用传统图像处理方法对运动降质图像进行恢复，减轻了运动模糊对像质的影响。 本文部分研究成果已经在课题依托的成像系统上成功实现和应用，检测的透照灵敏度指标已达到B级像质。