光学微扫描X射线实时成像系统研究

摘要

随着被检测工件如印制电路板、集成电路的集成度越来越高，电路的特征尺寸越来越小，对电路板等工业产品进行缺陷检测的X射线实时成像系统的空间分辨力要求也越来越高，现有系统的空间分辨力难以满足需要高分辨力成像的场合。本文利用当前迅速发展的X射线实时成像技术和光学微扫描技术，研究低成本高性能的高分辨力光学微扫描X射线成像系统。
　　首先，提出并设计了一种带有微扫描装置的X射线实时成像系统，该系统通过压电陶瓷驱动X射线平板探测器实现高精度的微扫描。分析了微扫描的工作原理，详细给出了微扫描器相关的参数设计、系统微位移容差，并与现有的X射线成像系统实现了一体化设计。
　　其次，针对X射线实时成像系统的成像特点，研究了一种适用于该系统的精度高、实时性好的亚像素级频域图像配准技术。给出了图像配准方法的原理、流程及具体步骤。最后针对不同算法进行了仿真研究，，结果表明改算法有效性地将X射线图像配准的精度提高到亚像素级，为后续的超分辨力重建奠定基础。
　　最后，针对X射线序列图像帧间的误差，将一种考虑到配准参数和点扩散函数的估计误差以及在低分辨力序列图像中的加性高斯噪声的图像超分辨力重建算法应用于微扫描X射线实时成像系统。根据低分辨力图像的可靠性和正则化参数对其进行自适应加权进而进行超分辨力重建。该方法可利用采集的欠采样图像获得高分辨力过采样图像，系统空间分辨力得到提高。
　　本文设计了带有微扫描装置的X射线实时成像系统，对高分辨力光电成像系统的设计，具有重要的参考价值。通过进一步的硬件化，可望得到高分辨力、低成本、实时性好的X射线成像系统，具有广泛的应用前景。

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第1章 绪 论

1.1 课题的背景及研究意义

1.2 X射线成像检测技术

1.3 X射线成像技术国内外发展现状

1.4 本论文结构及主要内容

第2章X射线实时成像系统基础

2.1 X射线成像的物理基础

2.2 X射线实时成像系统的组成及工作原理

2.3 图像质量评估参数

2.4 本章小结

第3章 微扫描X射线实时成像系统设计

3.1 微扫描技术

3.2 系统搭建

3.3微扫描器的Solidwork设计

3.4 本章小结

第4章 亚像素级图像配准算法研究

4.1 图像配准技术简介

4.2 频域图像配准技术

4.3 本章小结

第5章 图像序列的超分辨力处理研究

5.1 超分辨力图像重建方法

5.2 基于帧间误差的超分辨力重建算法

5.3 仿真及实验研究

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢