X射線工業(yè)CT能譜測量與射線硬化校正研究.pdf

1、工業(yè)CT是無損檢測方法的其中一種，它是通過對待測工件斷層掃描獲得投影數(shù)據(jù)，經(jīng)圖像數(shù)字化處理，獲得斷層圖像的成像技術。根據(jù)獲得的斷層灰度圖像來檢測物體內部缺陷、密度及材料組成等。目前作為工業(yè)領域最佳的無損檢測方法，它不受被檢測物體的形狀、材質的影響。
　　工業(yè)X-CT成像系統(tǒng)中，由于X射線束由不同能量的光子組成，在透射物體過程中低能光子比高能光子衰減更多，導致X射線硬化效應的產(chǎn)生。硬化效應會導致密度均勻的物體在重建CT圖像上表現(xiàn)出亮

2、度不一，灰度值不相等，從而使得重建圖像中出現(xiàn)杯狀和條狀偽影等。有必要研究硬化校正方法以減少硬化效應所帶來的影響。
　　多項式擬合硬化校正方法是CT系統(tǒng)中常用的校正方法，通過實驗測量射線穿過不同厚度與檢測樣品材質相同的吸收片后的射線強度，得到多能投影Pm和透射厚度的關系曲線，再取曲線原點處的切線作為等效單能投影Ps與透射厚度的關系曲線，最后通過多項式擬合得到Pm與Ps的轉換關系式，從而實現(xiàn)硬化校正。該方法的主要缺點在于需要根據(jù)要求專

3、門制備吸收片，但吸收片的厚度很難做到足夠小，這就使得在原點處的切線變得不夠精確，并且對于由多種材質混合組成的樣品，很難找到與其材質相同的吸收片。
　　蒙特卡洛方法模擬射線穿過吸收片的實驗，得到相應結果，相較于傳統(tǒng)的實驗測量，其優(yōu)點主要在于吸收片的厚度和材質可以十分方便的定義，并且減少了大量的實驗測量時間。但蒙特卡洛方法模擬的結果往往由于沒有X射線管初始能譜而使得結果誤差較大。
　　本文提出了基于實驗能譜和蒙特卡羅模擬的多項式