[实用新型]基于压缩感知的光子计数X射线能谱探测装置及成像系统

摘要

本实用新型提供一种基于压缩感知的光子计数X射线能谱探测装置及成像系统，涉及能谱探测技术领域。探测装置包括探测器阵列、放大器、能量校准器、单像素阈值产生器、阈值设置器、比较器和脉冲计数器；成像系统包括电脑PC、辐照X射线源、旋转载物装置和上述的基于压缩感知的光子计数X射线能谱探测装置。本实用新型能重建理想的X射线能谱，加快采集速度的同时，能有效避免直接用光子计数探测器进行采集时会发生的脉冲堆积效应，为使用光子计数器进行X射线全能谱采集提供了可能。

主权项

一种基于压缩感知的光子计数X射线能谱探测装置，其特征在于：该探测装置包括探测器阵列、放大器、能量校准器、单像素阈值产生器、阈值设置器、比较器和脉冲计数器；探测器阵列为包括若干个像素的平板型探测器，对于各像素通道均设有相应的放大器、能量校准器、比较器和脉冲计数器，各像素通道的输出端均连接各自对应的放大器，每个探测器像素均能探测穿过被扫描物衰减后的X射线光子，并生成所探测到的辐射信号；放大器的另一端连接能量校准器的一端；放大器将探测器阵列生成的微弱辐射信号进行放大，得到幅值较大的信号；能量校准器的另一端连接比较器的一个输入端；能量校准器校准标准能量阈值脉冲高度与经放大器放大后的X射线能量之间的对应关系，然后将校准后的信号发送给比较器；单像素阈值产生器连接阈值设置器的一端；单像素阈值产生器根据压缩感知原理产生单像素随机稀疏采样阈值矩阵；阈值设置器的另一端连接各像素通道对应的比较器的另一个输入端；阈值设置器将单像素阈值产生器产生的单像素随机稀疏采样阈值矩阵施加到各个探测器像素通道对应的比较器中；比较器的输出端连接脉冲计数器；对于每个探测器像素通道，以阈值设置器输出的阈值为基准，比较器比较探测器探测到的脉冲信号的幅值高度与阈值高度，如果两者相等，则将该信号经过比较器输出到一个高电平脉冲，否则，比较器输出低电平脉冲；脉冲计数器将比较器输出的高电平脉冲进行计数，其输出为光子能量，等于阈值的X射线光子的数量。