[發(fā)明專利]一種X射線顯微成像本底缺陷圖像修正采樣系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103901060A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 須穎
• 申請（專利權(quán)）人: 天津三英精密儀器有限公司
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯微CT掃描成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種X射線顯微成像本底缺陷圖像修正方法和采樣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

X射線顯微鏡可以在不破壞樣品的情況下，對被測樣品內(nèi)部信息進行超高分辨的成像。X射線顯微鏡關(guān)鍵成像器件包括：X射線源、高分辨的探測器（主要包括：物鏡、閃爍體、CCD等)和旋轉(zhuǎn)臺，其成像原理是：射線源發(fā)射出的X射線穿透待測樣品后投射至探測器上，獲取不同角度的透視投影圖像，結(jié)合計算機三維數(shù)字成像技術(shù)，構(gòu)建出待測物體的三維立體圖像，清晰準確直觀地展現(xiàn)被檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。

探測器是X射線顯微鏡成像的核心器件，直接影響著X射線顯微鏡的成像質(zhì)量。探測器的同一個探測單元在不同角度下的信息在重建過程中將轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕D(zhuǎn)中心為圓心的一族切線，而某個探測單元的異常都將在重建圖像中引起偽影。高分辨X射線顯微鏡投影圖像采集過程中，穿透樣品的X射線至探測器并完成投影圖像采集的過程中需要經(jīng)過探測器的多個光學(xué)成像器件（物鏡、閃爍體、CCD），致使光學(xué)器件引起的缺陷信息與樣品的投影信息同時被CCD采集，導(dǎo)致X射線投影圖像出現(xiàn)不同形狀的偽影和形變。進一步地，直接利用包含本底缺陷的樣品投影信息進行圖像重構(gòu)，即將本底缺陷圖像看作有效信息進行重構(gòu)，導(dǎo)致被測樣品內(nèi)部重構(gòu)的失真，影響樣品成像與重構(gòu)的真實性。

目前，光學(xué)器件在加工制作過程中會難免產(chǎn)生一定的加工缺陷，如晶體生長以及封裝過程中會出現(xiàn)裂縫、氣泡、云層等缺陷等，但通過硬件精密加工技術(shù)仍無法消除成像本底缺陷。在ICT系統(tǒng)中主要采用的減輕探測器本底缺陷的方法主要為：一、基于特征識別的修復(fù)方法；二、基于樣條曲線擬合的修復(fù)方法；三、基于紋理合成的修復(fù)方法。由于ICT系統(tǒng)中的探測器與高分辨X射線顯微鏡中的探測不同，ICT中的本底校正方法無法直接應(yīng)用于X射線顯微鏡中。

通過調(diào)研，并未見過與本發(fā)明申請的本底缺陷校正相似的技術(shù)應(yīng)用于高分辨X射線顯微鏡中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提出一種X射線顯微成像本底缺陷圖像修正方法和采樣系統(tǒng)，在X射線顯微鏡中，可分別使用鏡頭抖動系統(tǒng)、樣品抖動系統(tǒng)及探測器抖動系統(tǒng)將樣品信息與光學(xué)器件引起的缺陷信息進行標記，同時，將其引入到重建方法中將能夠有效抑制本底缺陷對重建圖像的影響。

本發(fā)明實現(xiàn)目的的技術(shù)方案是：

一種X射線顯微成像本底缺陷圖像修正采樣系統(tǒng)，包括用于發(fā)射X射線的射線源、用于承載待測樣品的樣品臺及用于成像的探測器，樣品臺安裝有樣品抖動系統(tǒng)，其特征在于：所述探測器和所述射線源在縱向上位于所述樣品臺的兩側(cè)，所述射線源發(fā)射出的X射線穿透所述待測樣品后投射至所述探測器上，完成一幅投影圖像的采集，通過在一定角度范圍內(nèi)的系列采樣，并利用相應(yīng)的重建算法即可獲取三維立體圖像。

而且，所述探測器上安裝有一鏡頭抖動系統(tǒng)，該鏡頭抖動系統(tǒng)與成像零部件相連，實現(xiàn)成像過程中對鏡頭的抖動。

而且，所述鏡頭抖動系統(tǒng)包括抖動導(dǎo)向機構(gòu)、壓電陶瓷、固定、遮光板、預(yù)緊彈簧，其中所述抖動導(dǎo)向機構(gòu)內(nèi)部設(shè)計加工為一個柔性鉸鏈位移機構(gòu)；

所述壓電陶瓷安裝在所述抖動導(dǎo)向機構(gòu)內(nèi)部，當所述壓電陶瓷通電時膨脹，對抖動導(dǎo)向機構(gòu)產(chǎn)生一個推力，使所述抖動導(dǎo)向機構(gòu)產(chǎn)生彈性變形；

所述固定螺釘用于固定所述壓電陶瓷，將所述壓電陶瓷固定在所述抖動導(dǎo)向機構(gòu)內(nèi)；

所述遮光板安裝在抖動導(dǎo)向機構(gòu)上，防止可見光通過柔性鉸鏈切縫進入物鏡光學(xué)系統(tǒng)箱體內(nèi)；

所述預(yù)緊彈簧安裝在所述抖動導(dǎo)向機構(gòu)內(nèi)部，當所述壓電陶瓷斷電時，預(yù)緊彈簧可產(chǎn)生一個反向推力，將移動導(dǎo)向機構(gòu)復(fù)位。

而且，所述樣品臺安裝有樣品抖動系統(tǒng)，該樣品抖動系統(tǒng)提供縱向、橫向及上下方向三個自由度的平動。

而且，所述探測器上安裝在一探測器抖動系統(tǒng)，該探測器抖動系統(tǒng)即控制探測器的橫向移動，在本底缺陷修正過程中完成光學(xué)器件的抖動。

而且，所述探測器抖動系統(tǒng)的底座安裝在電機驅(qū)動的導(dǎo)軌直線平臺上，或者安裝在壓電陶瓷驅(qū)動的柔性鉸鏈機構(gòu)平臺上。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：