X光機(jī)高壓電源的圖像動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展及對(duì)比度增強(qiáng)技術(shù)

X光機(jī)成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量取決于X射線源的輻射輸出穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)范圍控制能力。高壓電源作為X射線源驅(qū)動(dòng)核心，其輸出電壓與電流特性直接影響探測(cè)器信號(hào)的灰度分布與對(duì)比度表現(xiàn)。為擴(kuò)展圖像動(dòng)態(tài)范圍并提升組織層次細(xì)節(jié)，對(duì)高壓電源進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制優(yōu)化具有重要意義。
動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展主要通過(guò)高壓電源的可編程電壓曲線實(shí)現(xiàn)。控制系統(tǒng)根據(jù)被檢物密度分布實(shí)時(shí)調(diào)整管壓，實(shí)現(xiàn)低密度區(qū)域低電壓、高密度區(qū)域高電壓曝光。利用高速ADC與FPGA協(xié)同控制，電壓調(diào)節(jié)響應(yīng)可達(dá)微秒級(jí)，從而保證不同區(qū)域曝光均勻。
對(duì)比度增強(qiáng)方面，可采用脈沖調(diào)制與多級(jí)曝光模式。高壓電源輸出短脈沖高電壓用于高吸收組織成像，而低電壓脈沖用于軟組織層次細(xì)節(jié)捕獲。多幅不同能級(jí)圖像經(jīng)后端算法融合后，可獲得寬動(dòng)態(tài)范圍與高對(duì)比度影像。
為進(jìn)一步減少噪聲與條紋偽影，高壓電源內(nèi)部引入低紋波設(shè)計(jì)與瞬態(tài)補(bǔ)償電路。電壓紋波抑制至0.01%以下可顯著提升圖像信噪比。同時(shí)，電源輸出端加入數(shù)字伺服校正系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓漂移并自動(dòng)修正，確保曝光過(guò)程輻射強(qiáng)度恒定。
這種高精度動(dòng)態(tài)控制技術(shù)使X光機(jī)能夠在一次掃描中獲得更豐富的圖像信息，實(shí)現(xiàn)從軟組織到高密度結(jié)構(gòu)的全范圍成像，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷與工業(yè)無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域。