手机客户端软件—qr二维条码编解码器的分析与设计

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1、手机客户端软件—QR二维条码编解码器的分析与设计//.paper.edu.cn基于模型的钨靶X射线球管光谱重建杨莹1，牟轩沁1，余厚军2，陈希1，张砚博1，汤少杰11西安交通大学图像处理与识别研究所，西安(710049)2第四军医大学西京医院，西安(710032)摘要:X射线球管光谱信息是进行X射线曝光剂量控制、X射线成像质量评估、X射线双能量成像等必不可少的，为此本文提出一种基于模型的钨靶X射线球管光谱重建方法。该方法首先建立一个具有物理意义的7参数球管光谱模型，再通过测量的光谱衰减数据求解模型参数，进而重建光谱。实验中，对若干球管电压分别选择不同厚度的铝板和铜板作为衰减器测量

2、衰减数据，结合模型由衰减数据重建光谱。实验表明，该方法可利用较少的衰减数据重建包含特征辐射的球管光谱，算法简单易行。与原始光谱获得的衰减数据相比，重建光谱获得的衰减数据误差低于0.3%；与修正的手册光谱相比，重建光谱误差低于5%。关键词：X射线球管光谱模型；光谱重建；衰减数据中图分类号：TP391.4R811.111.引言钨靶X射线球管广泛应用于医学诊断X射线临床设备中。其光谱在CT射束硬化校正[1]、CT统计重建算法[2-3]、X射线探测器性能评价[4]、双能量成像[5]、光谱优化[6-7]等医学X射线成像领域具有广泛应用。目前，工程应用中主要的球管光谱获取方法采用从测量的衰减

3、数据重建光谱。这种方法根据衰减数据与原始光谱的对应关系选择合适的数学算法从衰减数据重建光谱，其难点在于这种重建是一个病态问题，其收敛性和准确性难以同时获得。该项工作从上世纪三十年代至今一直有陆续的报道。Laplace变换法[8-11]用Laplace反变换从衰减数据中获得光谱信息。其中，使用A-W模型[12]的Laplace变换法能较精确重建不同管电压、滤过、靶材料对应的韧致辐射，但无法重建特征辐射。改进的A-W模型[13]包含特征辐射，模型参数包含特征辐射光子数占总光子数的份额。该文作者指出，通过计算得到的这一参数值不稳定，需要先验知识来确定其真实值，因此这种改进不实用。迭代法

4、[14-16]和矩阵求逆法[17]不需预先采用谱分布的解析式便可直接从衰减数据估计韧致辐射，但仍无法准确估计特征辐射。最近有学者提出用EM算法重建光谱[18-19]，该方法虽能保证数值稳定性，但对迭代的初始值要求苛刻。迭代初始值与原始光谱越接近，重建光谱越准确。若初始值任意设定，重建光谱将无法包含特征辐射。因此，该方法需要获得原始光谱的准确信息，应用在工程实际中具有一定难度。上述各方法用于实际光谱重建均有各自的弊端，为解决这一问题，我们提出一种基于模型的光谱重建方法，并针对钨靶和钼靶X射线球管光谱，通过仿真实验初步实现了这一方法[20-21]。本文系统阐述了基于模型的钨靶X射线球

5、管光谱重建方法，并在实际X射线成像设备上进行实验，验证了这一方法的正确性和可靠性。同时，对使用该算法重建光谱时衰减器的选择方法做了分析。关于光谱函数的建模工作,JohnM.Boone等人曾提出一种钨靶X射线球管光谱多项式模型[22]，该模型是通过对文献[23]中几种电压下的球管光谱数据进行修正再插值得到任意球管电压的光谱数据，不能用于光谱重建。我们提出的光谱模型具有明确物理意义，仅用7个参数就可表达任意X射线球管光谱。光谱模型及建立在模型基础上的光谱重建方法本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20060698040）的资助。-1-中国科技论文在线为工程中使用光谱进

6、行相关计算提供了方便。本文首先介绍钨靶X射线球管光谱模型，再介绍建立在这一模型基础上的光谱重建算法，最后通过实际实验对算法的正确性和可行性进行验证。2.X射线球管光谱模型X射线球管光谱分布与管电压、电流及靶材料的原子序数有关。本文提出的光谱模型由三部分构成：靶面产生的韧致辐射、特征辐射及球管固有滤过对射线的衰减。理论研究表明，恒压条件下靶面产生的韧致辐射强度成线性分布[24]，即：max()()kVBEdECJZEEdEΦ=??(1)式中，()kVBEΦ为靶面产生的韧致辐射，()kVBEdEΦ为光子能量在E到之间的X射线强度，C为比例常数，J为轰击电子的电流，EdE+Z为靶物质的

7、原子系数，E为光子能量，为最大光子能量。由于各种因素影响，如电压波动、靶面不平滑等，韧致辐射谱并非严格按照线性分布。本文采用三阶多项式描述高速电子撞击钨靶产生的韧致辐射maxE[20-21]：20123()()()()()kVB3ExkVxkVExkVExkVEΦ=+++(2)式中，()ixkV()为多项式系数，这一系数将式（1）中C、、0,1,,3i=;JZ三个系数纳入其中一并考虑，仅与球管电压有关。kV靶面产生的X射线在射出球管窗口时被球管玻壳、管芯与管套间的绝缘油、管套等衰