在X射线检测中,图像中散射噪声、射线束的不均匀性等是影响检测质量的重要因素.本文将分析X射线图像中散射的分布规律和低频噪声对图像的质量劣化影响,以求得散射的理论分布公式,为实际射线检测方法提供理论依据.在此基础上提出了基于小波的综合校正方案,首先利用上述理论依据,获取低散射的原始图像;再采用多分辨分析的图像校正方法,对其进行校正,得到了较为满意的结果.这种多分辨分析法不仅具有普适性和实时性,同时也避免了不同检测物体和不同检测条件下的重复建模.

一、概述 计算机断层成像（CT）是一种将从不同角度获取的一系列X射线图像融合,生成数字化人体断面图像的技术,这样生成图像的整体质量比传统的X射线成像更高。CT诊断技术已经成为众多疾病诊断和治疗计划中的重要环节。

KBAX射线显微镜为非共轴、掠入射软X射线成像系统，集光立体角很小，像质又要求非常高，这使得四个反射镜的安装位置要求相当严格。通常的位置或角度计量工具，在激光聚变靶室内空间受限的条件下，很难达到这么高的精度。因此为了保证KBA的成像质量，采用精度4″的测角仪使双反射镜的夹角误差小于20″。掠入射角对成像质量影响很大，为了使掠入射角小于10″，用自己设计的光路系统保证了掠入射角的精度要求。KBAX射线显微镜系统的主镜的孔径角4×10^-6sr，无法实现锐聚焦。因此设计了一个辅助物镜代替它的主镜以实现锐聚焦。在某大型激光装置上进行的惯性约束聚变诊断实验中，运用这些方法所装调的KBAX射线显微镜获得了靶标（周期20μm，线宽6μm的无金膜镍网格）的清晰图像。

针对微小物体的无损检测，研制了一套采用X射线敏感CCD的微型X射线数字成像系统，测试了系统的性能。根据选定的E2V公司X射线敏感CCD，采用两片CPLD产生系统所需的各种时序，对CCD进行驱动，设计并制作了CCD驱动电路、模数转化电路、数据采集与通讯电路、图像获取及处理软件等。该系统采用USB2．0接口与计算机进行通信，并采用USB接口电源供电。最后，对系统的性能指标进行了对比测试。测试结果表明：微型X射线数字成像系统的辐射剂量低于传统胶片辐射剂量的20％，系统的分辨率〉10 1p／mm。该数字X射线成像系统具有体积小、结构简单、分辨率高的特点，能够满足牙齿实时诊断以及微细结构无损探伤的要求。

X射线掠入射显微镜的反射率除了与掠入射角有关之外，还与反射表面的粗糙度密切相关．以设计的非共轴掠入射KBAX射线显微镜系统为例，讨论了掠入射下X射线从金属表面和单层膜表面反射的两种情况．分析了波长为0．83nm时，表面均方粗糙度（RMS）对反射率的影响，并计算了该系统的X射线反射率．分析结果表明RMS增大，反射率会降低；无氧铜的反射率为0．021，单层膜的反射率为0．049，因此KBAX射线显微镜可采用镀单层膜的方法加工．

扇束工业CT系统普遍采用滤波反投影(FBP)重构算法.该算法要求扫描检台旋转中心须与FBP算法重构中心一致.受扫描系统精度的限制,这一要求难以得到充分的满足,从而引起重构图像出现重影伪像.为此,推导了一种校正方法.计算机模拟和实验证明了该方法的有效性.这种方法对ICT扫描系统的调试具有参考价值.

设计了一套由4个反射镜组成的非共轴掠入射X射线显微镜，分析了该系统的像差和成像质量。为了研制出高质量的设备，需要制定合理的加工和装配公差。研究了由于元件和结构参数（反射镜的半径，物距，掠入射角等）的误差而引起的高斯参数和像差的变化。首次用点列图和调制传递函数来定量评价图像质量降低的程度，并在此基础上制定了合理的加工和装配公差。在这些公差的约束下，研制成一套非共轴掠入射X射线显微镜，在激光引爆的惯性约束聚变的诊断实验中，用该系统获得了高质量的图像。

双能X射线CT成像技术可以精确地获得被扫描物体中的电子密度分布,对于医疗诊断和癌症放射治疗具有重要的参考价值。为了提高双能CT重建精度,该文提出了一种基于同步辐射光源的双能CT成像方法,并对相干光的后处理重建算法进行了研究。同步辐射光源具有一系列的优势。使用不同物质进行双能CT成像数值模拟可以发现：采用同步辐射光源进行双能CT重建,可以更加精确地获取被扫描物质的等效原子序数及电子密度,误差远小于使用X光机的传统双能CT系统。结果表明,基于同步辐射光源的双能CT成像技术将成为生物医学中定量研究的重要手段。目前,中国已经在上海建造成第三代同步辐射光源,为双能CT成像的进一步研究提供了条件。

设计了可用于X射线成像用的聚焦型超环面晶体谱仪,讨论了基于布拉格几何结构的超环面及球面弯曲晶体聚焦特性,给出了基于超环面晶体X射线2维单能成像的光源、晶体及探测器的最佳位置,在中国工程物理研究院激光聚变研究中心进行了X射线背光成像实验。利用超环面弯曲晶体作为成像器件,其弧矢及子午平面的曲率半径分别为290mm及190mm,该曲面晶体具有极高的聚光效率。实验中利用X射线成像板获取了Cr的Kα射线辐射形成的金属栅格2维图像。实验结果表明,研制的超环面晶体能够用于X射线单能成像;分析图像的光谱信息可知,在弧矢方向的空间分辨力约为100μm,实验结论符合预期目标。