《顯微CT光耦探測器成像關鍵問題研究》是依託天津大學，由鄒晶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：顯微CT光耦探測器成像關鍵問題研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄒晶
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
顯微CT在生命科學、石油勘探、材料科學等眾多領域有重要的套用需求。其中，探測器的解析度是決定顯微CT系統解析度的主要因素。與常規探測器相比，基於光學透鏡放大思想的光耦探測器能夠獲得更高的成像解析度(優於1μm)，而且可以根據實驗需要靈活的調整光學放大倍數。然而，此類探測器仍處於研究實驗階段，相關理論和方法亟待研究。本項目擬通過蒙卡建模仿真和實驗相結合的方法，研究光耦探測器參數最佳化設計，並進行光耦探測器成像敏感因素定量分析。同時，開展光耦探測器的偽影校正研究，包括：① 閃爍片缺陷引起的CT偽影校正研究；② 光學畸變校正研究；③ CCD效率不一致的校正研究；④位置誤差引起的圖像模糊校正。本項目的研究不僅為高分辨光耦探測器的偽影校正提供方法，而且能為光耦探測器設計、集成提供理論支持和實驗依據。同時，本項目中設計的實驗平台還可為開發新型的納米探測器設備提供技術儲備，並帶動相關領域的研究與開發。
結題摘要
本項目通過Zemax軟體對光耦探測器的光學部分進行仿真建模，並分析了相關組成部件的位置參數誤差對系統成像的影響。基於蒙卡建模仿真平台GEANT4研究了光耦探測器的閃爍片的厚度、Ti參雜濃度、反射層等對閃爍體轉換效率以及解析度的影響，最佳化了光耦探測器的閃爍片厚度。同時，開展光耦探測器的偽影校正研究，包括：① 提出閃爍片缺陷引起的圖像偽影校正研究方法，通過對本底圖像處理獲取缺陷的掩膜圖像，進而對投影圖像中相應缺陷區域按照由外及內的順序疊代修復和擴散，提高了缺陷校正的質量和實現速度；② 提出一種適用於顯微CT系統的圖像畸變校正方法。建立理想圖像和實際畸變圖像的多項式函式關係，利用特徵點坐標求取畸變係數，並利用畸變係數對圖像進行畸變校正。實驗結果表明，所提方法能夠有效的校正畸變，校正後的系統的空間解析度由原來的8.5 μm提升到4.2 μm，空間分辨力得到了一定程度的提高。標準格線板圖像校正後格線線的彎曲得到明顯改善，格線間距趨於平均，離散程度變小。同時，畸變校正算法複雜度低，具有較高的實用性。③ 設計實現了利硬體調校和圖像反饋相結合的方法對光耦探測器位姿進行調整。建立了單鏡頭的探測器系統，該系統可以能夠實現閃爍片的移動和精確定位，同時可以對關鍵部件的位姿進行調整，並且保持各器件之間的穩定性。通過調校方法，可以降低位置誤差引起的圖像模糊。 通過本項目的研究，搭建了光耦探測器平台，最佳化光耦探測器設計、集成。提出了高分辨光耦探測器的偽影校正提供方法，開展了相關的套用研究工作，積極的推動了該技術的發展與套用。
