高分辨率计算机断层扫描制造技术

一种x射线成像系统(10)(诸如x射线计算机断层系统)可以在沿着平行于放射探测器(14)的探测器像素的定位方向的第一平移轴或第二平移轴的不同探测器位置处获取一系列放射照片。在第一实施例中，不同探测器位置可以分开比分别沿着第一平移轴或第二平移轴的放射探测器(14)的线性尺寸小的距离。可以将放射照片集合为比所述系列的放射照片中的每个放射照片大的放射照片，从而产生图像拼接。在第二实施例中，不同探测器位置可以分开比放射探测器(14)的像素尺寸小的距离，也称为探测器的子像素移位。可以集合放射照片以形成具有比所获取的放射照片的分辨率高的放射照片，从而产生超分辨率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】高分辨率计算机断层扫描此申请要求于2013年4月12日提交的美国临时专利申请号61/811，151的权益，该临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及X射线数字放射显影和计算机断层扫描。
技术介绍
X射线数字放射显影(DR)是使用数字X射线探测器(诸如平板探测器、电荷耦合器件(CCD)相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)相机或线性二极管阵列(LDA))的常用非侵入性和非破坏性的成像技术。X射线计算机断层扫描(CT)是使用在不同视角下获得的计算机处理后的X射线放射照片来产生物体的3维图像的程序。物体的断层图像是物体的概念上的二维“切片”的图像。计算设备可以使用物体的断层图像来产生物体的3维图像。X射线CT可以用于工业目的以进行物体的非破坏性评估。
技术实现思路
通常，本专利技术涉及工业X射线计算机断层扫描(CT)和非破坏性评估(NDE)。本专利技术描述了一种装置和图像获取方法，其可以将二维(2D)X射线放射显影和三维(3D)x射线CT技术的有效视场扩展超出装置中使用的探测器的物理尺寸，以及将有效图像分辨率增加超出像素尺寸。本专利技术的技术提供了用于该装置的仪器设计、用户控制机构以及软件算法。该装置可以用于自然存在的物体(诸如岩心样品)以及制造的部件和系统(诸如金属铸件、发动机部件以及整个发动机单元)的NDE。装置可以包括X射线源、放射探测器以及样品操纵器，每个都具有相关联的运动控制系统。样品操纵器可以将样品放置成使得可以在不同的位置和视角处获得放射照片。在一个实例中，本专利技术描述了一种X射线成像系统，包括:配置成发射X射线束的X射线产生器；二维像素化区域放射探测器，其具有垂直于X射线束的发射方向布置的平面，其中第一平移台和第二平移台承载放射探测器，其中第一和第二平移台被配置成沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的平移轴移动放射探测器；以及图像获取系统，其被配置成:在沿着平移轴中的一个或两个的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比放射探测器的像素尺寸精细的距离，并且集合放射照片以形成具有比所获取的放射照片更精细的分辨率的复合放射照片。在另一个实例中，本专利技术描述了一种X射线成像系统，包括:配置成发射X射线束的X射线产生器；二维像素化区域放射探测器，其具有垂直于X射线束的发射方向布置的平面，其中第一平移台和第二平移台承载放射探测器，其中第一和第二平移台被配置成沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的平移轴移动放射探测器；以及图像获取系统，其被配置成:在沿着平移轴中的一个或两个的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比沿各自平移轴的放射探测器的线性尺寸小的距离，并且将放射照片集合成为比该系列放射照片中的每个放射照片大的复合放射照片。在另一个实例中，本专利技术描述了一种方法，包括:在沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的第一或第二平移轴的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比放射探测器的像素尺寸精细的距离，放射探测器具有垂直于由X射线产生器发射的X射线束的发射方向布置的平面，其中第一平移台和第二平移台承载放射探测器，其中第一和第二平移台被配置成沿着第一和第二平移轴移动放射探测器；以及集合放射照片以形成具有比所获取的放射照片精细的分辨率的复合放射照片。在另一个实例中，本专利技术描述了一种方法，包括:在沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的第一或第二平移轴的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比分别沿着第一平移轴或第二平移轴的放射探测器的线性尺寸小的距离，其中放射探测器具有垂直于由X射线产生器发射的X射线束的发射方向布置的平面，第一平移台和第二平移台承载放射探测器，并且第一和第二平移台被配置成沿着第一和第二平移轴移动放射探测器；以及将放射照片集合成为比该系列放射照片中的每个放射照片大的复合放射照片。在另一个实例中，本专利技术描述了一种上面存储有指令的永久计算机可读数据存储媒介，所述指令在被执行时使得计算系统:在沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的第一平移轴或第二平移轴的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比放射探测器的像素尺寸精细的距离，放射探测器具有垂直于由X射线产生器发射的X射线束的发射方向布置的平面，其中第一平移台和第二平移台承载放射探测器，其中第一和第二平移台被配置成沿着第一和第二平移轴移动放射探测器；以及集合放射照片以形成具有比所获取的放射照片精细的分辨率的复合放射照片。在另一个实例中，本专利技术描述了一种上面存储有指令的永久计算机可读数据存储媒介，所述指令在被执行时使得计算系统:在沿着平行于放射探测器的探测器像素的定位方向的第一平移轴或第二平移轴的不同探测器位置处获取一系列放射照片，不同探测器位置分开比分别沿着第一平移轴或第二平移轴的放射探测器的线性尺寸小的距离，其中放射探测器具有垂直于由X射线产生器发射的X射线束的发射方向布置的平面，第一平移台和第二平移台承载放射探测器，并且第一和第二平移台被配置成沿着第一和第二平移轴移动放射探测器；以及将放射照片集合成为比该系列放射照片中的每个放射照片大的复合放射照片。在附图和以下描述中阐述一个或多个实例的细节。其他特征、目标和优点将从描述、附图和权利要求中变得显而易见。【附图说明】图1是根据本专利技术的一个或多个技术的示例性仪器设置的示意性图式。图2是根据本专利技术的一个或多个技术的探测器运动系统的示例性实施的图示。图3是根据本专利技术的一个或多个技术的示例性仪器设置的示意性图式，其中工业计算机断层扫描(CT)系统包括旋转台。图4是示出了根据本专利技术的一个或多个技术的示例性超分辨率图像获取过程的概念图。图5A示出了示例性常规X射线放射照片。图5B示出了根据本专利技术的一个或多个技术捕获的示例性超分辨X射线放射照片。图6是示出了根据本专利技术的一个或多个技术的示例性镶嵌图像获取和集合过程的概念图。图7是示出了根据本专利技术的一个或多个技术的工业CT系统的示例性操作的流程图。图8是示出了根据本专利技术的一个或多个技术的工业CT系统的示例性操作的流程图。【具体实施方式】X射线放射显影(DR)和计算机断层扫描(CT)是在医疗成像和工业非破坏性评估(NDE)中非侵入性或非破坏性获得三维结构的常用方法。本专利技术的一个或多个示例性技术涉及X射线CT的工业应用。图1是根据本专利技术的一个或多个技术的示例性仪器设置的示意性图式。如图1的实例中所示，工业CT系统10可以包括X射线源12和放射探测器14。X射线源12可以发射X射线束16。因此，在一些实例中，本专利技术可以将X射线源12或类似设备称为“X射线产生器”。在一些实例中，X射线束16可以是锥形的。在其他实例中，X射线束16可以是扇形的。在一些实例中，X射线源12产生具有20keV至600keV的能量范围的X射线。在其他实例中，X射线源12可以产生其他能量范围内的X射线。可以将样品安装在操纵器上。在工业CT系统10中，操纵器可以包括具有垂直于X射线束轴的旋转轴的旋转台(即，旋转台)。旋转台可以被配置成承载和旋转样品，并且可以安置在X射线源12 (即，X射线产生器)与放射探测器14(即，放射探测器)之间。因此，当样品在X射线束16中旋转时，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种x射线成像系统，包括：配置成发射x射线束的x射线产生器；二维像素化区域放射探测器，其具有垂直于所述x射线束的发射方向布置的平面，其中第一平移台和第二平移台承载所述放射探测器，其中所述第一和第二平移台被配置成沿着平行于所述放射探测器的探测器像素的定位方向的平移轴移动所述放射探测器；以及图像获取系统，其被配置成：在沿着所述平移轴中的一个或两个的不同探测器位置处获取一系列放射照片，所述不同探测器位置分开比所述放射探测器的像素尺寸精细的距离，以及集合所述放射照片，以形成具有比所述获取的放射照片精细的分辨率的复合放射照片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇心，约舒亚·夏普，约瑟夫·施勒希特，埃里克·弗雷，朱丽安·诺埃尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US