Разделы сайта

Введение в интегрально-кодовые системы измерений

В 1968 году Диком [1] была предложена идея использования кодирующих коллиматоров. Первоначально камера-обскура заменяется на большое количество пинхолов, расположенных случайным образом. Рисунок 1 дает простое представление об этой концепции. Каждый источник излучающего объекта вносит свой вклад в изображение. Последующая обработка позволяет получить восстановленное изображение, которое похоже на первоначальный объект.

Рис. 1 - Концепция использования кодирующих коллиматоров

Первоначальной целью было получить систему, которая поддерживает высокое угловое разрешение одиночного пинхола, но получаемое изображение имеет отношение сигнала к шуму (ОСШ), которое соизмеримо с общей открытой площадью апертуры. Метод, как правило, применяется для рентгеновского изображения, так как большинство источников рентгеновского излучения настолько слабы, что размер одной камеры-обскуры должен быть очень велик для того, чтобы получить разумное ОСШ. Большое отверстие исключает возможность получить хорошее угловое разрешение.

Если в коллиматоре N пинхолов, то изображение состоит из N перекрытых изображений объекта. Использование кодирующего коллиматора (для точечного источника), может улучшить ОСШ примерно в по сравнению с камерой-обскура. Так как N может достигать 100000, то идея улучшить ОСШ выполнима [1]. Кроме того, была поставлена и решена задача оптимизации среднего пропускания кодирующих коллиматоров в зависимости от квантовой статистики полезного сигнала и некодируемого фона [2].

Второй главной целью было проводить томографию, как было предложено Барретом [3]. Точки объекта на разных расстояниях от апертуры будут оставлять тень от апертуры всевозможных размеров на изображении. Можно получить послойные сфокусированные изображения трёхмерного источника излучения. Это свойство кодирующих коллиматоров в частности очень полезно в медицине, но также используется и в промышленности.

Полученное изображение нельзя расценивать как исследуемый объект, потому что из-за большого числа пинхолов изображение состоит из множества накладывающихся друг на друга картин. Для того чтобы полученное изображение было пригодным для использования, необходимо провести процедуру реконструкции.

Интегрально-кодовые системы измерений (ИКСИ) ионизирующих излучений нашли применение в рентгеновской и гамма-астрономии [4], спектрометрии нейтронов по времени пролета [5, 6], радиационной интроскопии [2, 7], радиационной безопасности [8, 9], рентгеновской диагностике и других областях.

Дальнейшее развитие ИКСИ связано с использованием кодирующих коллиматоров для томографической реконструкции трехмерных пространственных распределений радионуклидов без вращения массивной детектирующей системы вокруг объекта исследования. При этом большое значение имеют фокусирующие свойства кодирующих коллиматоров [10].

Среди кодирующих устройств особого внимания заслуживают двумерные многопинхольные кодирующие коллиматоры [11], применение которых в ИКСИ дает возможность получать не только планарное двумерное, но и восстанавливать трехмерное распределение радионуклидов в объектах [12].

Двумерные многопинхольные кодирующие коллиматоры строятся на основе двумерных кодовых таблиц (ДКТ). ДКТ чаще всего строятся на основе одномерных двоичных псевдослучайных последовательностей (ПСП) [13] из нулей и единиц. Также ДКТ могут строиться на основе троичных последовательностей (ТП) [14], состоящих из +1, 0 и -1.

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Анализ и синтез автоматической системы регулирования электропривода углового перемещения
Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущени ...