基于lda的射线工业相机的研究与设计

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1、基于LDA的射线工业相机的研究与设计1绪论1.1引言1.1.1数字图像时代21世纪是一个信息化、数字化的时代，数字技术影响着我们生活的每一刻，各个方面的数字化发展进程飞速猛进，人们己经处于数字化产品的包围当中，当然图像领域也不例外。无论是在办公室还是在家中，我们都越来越依赖实时、可视的信息，包括：图片、视频数据。由传统成像方式（以光学和化学为依托）得到的图片多为模拟图像，在信号方式上是连续的，而现代计算机所支持的格式为：由大量的点阵（像素）构成，二进制数据表示的数字图像；这表明传统的成像方式已经跟不上时代的发展了。数字相机主要借助感光阵列，把从被摄景物体传递到镜头的光线信息转换为与之对应

2、的模拟电信号，然后通过AD转换器件转换为数字信号，可经过程序算法还原为需要的图片格式，具有可重复使用，信息量大及存储方便等特点。尽管数字成像较传统的成像方式起步较晚，但图像的数字化发展形势锐不可挡。20世纪90年代以来，全球范围内数字相机迅速发展，年均增速达到了40%⑴。在国内，数码成像对于老百姓来说也己不是什么新鲜事了，其应用领域也从原来的新闻、国防等特定行业，向大众领域不断普及目前传统成像方式的市场仅存于某些专业领域之内，数字图像革命依然到来，交卷巨头柯达公司的破产便是一个标志性的事件。当前数字化成像技术的发展并没有停止或变缓，而是更加细化，针对各种特殊应用专用相机不断出现。1.1.

3、2X射线成像的数字化进程德国科学家eV，具有极强穿透力。其本身又可细分为：软X射线a略>0.5mm，低能）和硬X射线a<0.丨nm,高能），硬X射线的波长和Y射线的波长范围是重叠的，区别在于福射源的不同；波长短于0.1埃(A=10'°m)的称超硬X射线。一般的情况下，要根据成像方法和成像要求来选取阳极IE材和管高压。不同的成像方式由于所面对的用途不同，使用的X射线源也不同，这不仅关乎成像质量，也涉及成本、防护等问题，射线管的价格和管功率并不呈现线性的关系，高能的射线管价格通常也要翻番。通常医学上和工业上成像所使用的能量范围在50KeV-150KeV左右，只有对

4、大型铸件检査时，使用的高压会比较高，为数百KeV,甚至更高。经验法则为：所选取的高压至少要为祀材元素激发电压的3-5倍；阳极祀材为多为溶点比较高的鹤，发射的光谱为连续的光谱。这种方法适应了数字化的发展要求，克服了胶片成像难于保存不便管理的缺点。但其难点在于[I7]:从采集开始到得到的初步图像，至少有20niin的时间滞后（化学处理过程)，如果出现曝光失败或者角度问题，整个过程就需要重复；另外虽然胶片拥有最优的分辨率（模拟图像），但其灰度级别不高（100左右），这对于低密度物体检测具有较大的困难；同时由于二次扫描会带来精度的丢失，且扫描仪结构复杂价格不菲；所以这种方法不适合实时、大量的图像

5、采集场合。3系统方案的架构和组成单元..........173.1系统构成.........173.2综合效果.........213.3本章小结.........224相机硬件电路设计.........234.1LDA电路配置.........234.2数据采集.........274.3FPGA配置电路.........294.4CameraLink相机接口设计.........324.4.1CameraLink接口技术.........324.4.2CameraLink电路.........324.4.3CameraLink协议的信号定义.........344.5电源设计....

6、.....354.6时钟及其它模块设计.........374.7PCB设计.........384.8硬件调试与问题解决.........414.9本章总结.........445软件设计与系统调试.........455.1LDA时序驱动.........455.2ADC时序控制.........485.3像素数据处理.........505.3.1曝光计算.........505.3.2非均匀性校正.........515.4数据缓存.........525.5CameraLink通信.........535.5.1相机接口的测试.........535.5.2数据发送控制模块设计

7、.........545.6综合性能测试.........565.7本章总结.........60结论本系统是基于LDA和FPGA的射线工业成像系统，项目的出发点是设计一款低成本、易于配置、小体积、安装调试方便、能够适应工业环境、连续成像的射线相机，相机的输出使用上位机图像采集卡进行灰度图像还原，以数字格式进行储存，能够满足图像处理程序对图像质量的要求。系统使用线扫描的成像方式，适合于工业成像，且能够降低了成本。利用LDA感应透射射